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小脳のプルキンエ細胞は、脳内で最も複雑な樹状突起を形成する。その形態は単に複雑であるだけでなく、非常に秩序立った構造をとる。本研究では、その樹状突起形成の分子機構の理解を進めるために、小脳培養系における単一細胞エレクトロポレーションを用いたsiRNA導入などの独自の実験系を生かした研究を行う。
初年度である本年度は、小脳細胞培養系中のプルキンエ細胞に対して、樹状突起形成に関与すると予想される様々な遺伝子のsiRNAを単一細胞エレクトロポレーションを用いて導入し、樹状突起形成への影響を調べた。調べた標的遺伝子は、細胞内カルシウム放出チャネル、シグナル伝達分子のアダプター蛋白質、蛋白質リン酸化酵素、蛋白質脱リン酸化酵素調節因子、輸送蛋白質、細胞骨格蛋白質である。細胞骨格蛋白質の発現抑制により、樹状突起の伸長や分枝が抑制された。細胞内カルシウム放出チャネル、シグナル伝達分子のアダプター蛋白質、蛋白質リン酸化酵素、蛋白質脱リン酸化酵素調節因子の発現抑制によっても樹状突起形成が抑制される例が観察され、来年度その詳細を解析する予定である。輸送蛋白質myosin Vaの発現抑制では、樹状突起の形態に変化は見られなかったが、IP_3受容体がスパインに分布しなくなるという異常が見られた。
また、切片培養系における単一細胞エレクトロポレーションや細胞培養系における発現プラスミドの導入を試み、実験条件の最適化を進めた。
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