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我々動物の運動・行動は、外界および体内からの各種情報を参照しながらおこなわれているが、これら情報の「ボトムアップ」経路として重要な位置を占めているのが脊髄上行性伝導路である。本研究は、ニワトリ胚をモデル系として、新たに開発した部位選択的遺伝子導入法と軸索標識プローブを用い、これまでほとんど手つかずであった脊髄からの各上行路の伸長・経路選択・標的認識機構を明らかにするとともに、神経回路網形成の分子機構を解析していくための新たなモデルシステムの構築をめざすものである。昨年度までに発生初期における脊髄上行路形成過程の全体像について、その詳細を初めて明らかにした。脊髄上行路は複数種の神経群により構成されているが、本年度は、その機能単位ごとの伸長経路・過程の選択的可視化を進めた。細胞種選択的に発現するエンハンサーを利用することにより、まず、前脊髄小脳路・後脊髄小脳路を選択的に可視化し、その伸長経路・過程を確認した。さらに、同様の手技を応用して、脊髄網様体路・脊髄オリーブ路の選択的可視化の検討をおこなった。これらの解析結果により、各脊髄上行性伝導路は、その機能に応じた特定の経路をとることを明らかにするとともに、これら上行路群に共通して用いられる経路選択点の存在を見出した。次いで、こうした経路選択点などにおける経路選択・軸索伸長制御の分子機構を明らかにする目的で、ニワトリ胚で利用可能な時空間選択的な遺伝子発現制御系を確立した。さらに、これら神経群の経路選択・標的認識の制御に関与しうる因子を同定するために、各上行路の、既知の軸索ガイド因子群に対する応答性をin vivoで解析した。その結果、Eph-ephrin系が伸長経路選択過程に関与していることが示唆された。
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