研究課題
シナプス後肥厚部(PSD)の分子構造と動態については、個々の分子についての記述は多く存在するが、それらの分子群の動態の基礎となる構造についてはこれまで明らかになっていない。PSD構造は樹状突起スパイン内に形成され、スパインの形態形成とリモデリングにはその細胞質に存在するアクチン細胞骨格が重要な役割を果たす。PSDを構成する複数の足場分子(scaffolding molecules)群についてGFP融合分子を作成し、その動態をタイムラプスイメージング法および蛍光消退法を用いて解析してきた。平成20年度には以下の解析を行った。1.平成19年度に作成した、シナプス後部に集積するアクチン結合蛋白質であるcortactinの遺伝子座にloxP siteを導入した変異マウス(cortactin flox mouse)を用いて、更にCre遺伝子を発現するトランスジェニックマウスとの交配により、cortactinを完全に全身で欠失したマウスを作成した。予想に反して、この完全欠失動物は正常に発育し、脳機能異常を伺わせる行動学的所見はこれまでの所観察されていない。この動物から調製した海馬スライス培養において錐体細胞にGFP分子を発現させてスパインの密度および形態の測定を行った。少なくともスパインは樹状突起上に形成され、樹状突起の発達にも大きな差異は認められなかった。これらの結果は以前のRNAiによる実験結果と異なり、cortactinはスパインの形成に必須の分子ではないことを示唆する。2.大脳皮質の錐体細胞のシナプス動態を解析する目的で、in vivo二光子イメージングを行った。頭蓋骨を薄く削る方法により、数週間で形成・消失するスパインの割合は5%程度で、多くのシナプスは長期的に維持されることが示唆された。更にこの手法を用いて末梢性の免疫反応を誘導した際のスパインの形成・消失速度を測定し、末梢の炎症が中枢神経系に波及すると大脳皮質でのスパインのターンオーバーが促進されることが示された。
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