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近年の分子生物学を駆使した脳研究により、神経回路形成に関わる遺伝子発現パターンが明らかになりつつある。一方、神経発生・成熟期における電気的性質はダイナミックに変化するということがさまざまな神経細胞を対象とした研究で報告されている。しかしながら、電気的性質変化の神経回路形成に果たす役割は不明な点が多い。本研究の目的は、膜電位の変化がどのように神経発生・成熟を調節しているのかを分子生物学的、電気生理学的に解析し、神経ネットワーク構築メカニズムを明らかにすることである。平成21年度は、静止膜電位の過分極側への移行によるカルシニュリンの活性変化が小脳顆粒細胞の成熟を引き起こすメカニズムを解析した。小脳スライス器官培養系において、形態、遺伝子発現、電気生理学的性質を調べた結果から、小脳顆粒細胞はin vivo同様の発生・発達過程をたどることをすでに報告している。そこで、小脳スライス器官培養系を用い、種々の細胞内シグナル伝達阻害剤を培養液に添加し、小脳顆粒細胞の形態を指標に阻害剤の影響を検討した。その結果、小脳顆粒細胞の成熟(樹状突起の剪定)に関与する細胞内シグナル伝達系を薬理学的に明らかにした。また、小脳顆粒細胞の成熟に関わるカルシウムシグナルを調節する因子を同定するため、小脳顆粒細胞の初代培養系を用い、種々の条件下で遺伝子発現を解析した。その結果、小脳顆粒細胞の静止膜電位の過分極側への移行によって発現が変化する遺伝子を新たに同定した。
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