| 研究概要 |
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。
昨年度までに、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て樹状突起形成への影響を調べた結果、リアノジン受容体の発現抑制と、CaM kinase IIα, II β, IVの同時発現抑制によって樹状突起形成が抑制されることを見出した（CaM kinase IIα, II β, IVのそれぞれ単一分子の発現抑制では影響が見られなかった）。今年度は、これらの遺伝子の働き方について詳細な解明を進めた。リアノジン受容体については、プルキンエ細胞だけでなく顆粒細胞で発現しているリアノジン受容体にも樹状突起形成を促進する効果があることを明らかにし、顆粒細胞においてリアノジン受容体依存的に放出されてプルキンエ細胞に働きかける分子としてBDNFを同定した。CaM kinaseについては、昨年度とは異なるsiRNAを用いても同様の効果が得られることを確認した。
また、単一細胞エレクトロポレーションによる発現プラスミド導入条件の最適化を進め、この方法による外来遺伝子の強制発現に成功した。
さらに、昨年度に確立した樹状突起の伸長方向や選択・淘汰の分子機構解析のための小脳切片培養系と分散プルキンエ細胞との共培養実験系を用いて、プルキンエ細胞の一次樹状突起が小脳皮質の層構造に対して垂直方向に伸長する傾向があることを見出した。
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