|
前年度までに、遺伝的カルシウムインディケーターであるGCaMP6fを嗅細胞に発現させた遺伝子改変マウスを用い、カルシウムイメージング法を用いて神経回路構築が生じる出生直後の自発的活動を観察する実験系を構築した。本年度は、この実験系を利用し、特定の嗅覚受容体を発現する嗅神経に着目して実験を行なった。
特定の嗅覚受容体を発現する嗅神経について、カルシウム流入イベントの観察される頻度、イベント間隔など複数のパラメータに関して定量データを抽出し多変量解析を行なった結果、発現する嗅覚受容体の種類ごとに神経活動（カルシウム流入）のパターンが異なっていた。加えて、この神経活動パターンの変化は、上流のプロモーターは同一の条件下で、発現する嗅覚受容体の種類のみを変化させた2種類の嗅神経においても観察された。これらの観察結果は、『嗅神経においては発現嗅覚受容体の種類にしたがって固有の神経活動パターンが規定される』という仮説を支持している。
さらに、嗅神経において、神経活動下流で回路構築に関わる細胞接着遺伝子群(Kirrel2、OLPC、Sema7A)に関しては、前年度までにex vivoの嗅神経培養系を利用し、神経活動・カルシウム依存的に活性化するシグナル分子がその転写制御に関わるという示唆を得ている。本年度は、これら一連の候補分子の機能解析を、各遺伝子のノックアウトマウスを用いて行なった結果、Kirrel2の発現に影響を与えるシグナル伝達分子を同定することに成功した。このノックアウトマウスでは、Kirrel2の発現が大幅に減少する一方で、OLPCおよびSema7Aの発現は減少しなかった。
神経活動パターンの解析と併せて考えると、『神経活動パターンは特定のシグナル分子の活性化を誘起し、嗅覚受容体特異的な細胞接着分子の発現パターンへと変換される』と考えられる。
|
