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本研究は、一部の網膜神経節細胞に発現している光分子センサーであるメラノプシンを網膜の介在神経であるアマクリン細胞等に遺伝子導入させ、その神経細胞を光で操作し、樹状突起におけるシナプス統合と視覚情報処理の神経回路機構を明らかにすることを目的とした研究である。網膜には、視細胞におけるロドプシンと呼ばれる光感受性タンパク質のほか、一部の網膜神経節細胞にメラノプシンと呼ばれる7回膜貫通型の光受容センサーが発現している。このメラノプシンはGタンパク質と共役し、細胞内のシグナル伝達系を介して、神経細胞を脱分極させることが知られている。このメラノプシンを他の網膜介在神経細胞に異所性に発現させれば、その神経細胞の機能や樹状突起・シナプス機能を光によって操作することができる。平成22年度においては、研究代表者らがこれまでに確立したげっ歯類成熟網膜組織培養法を用いて、遺伝子銃によって、野生型のメラノプシンを網膜組織に異所性に発現させる手法を確立させた。本培養法を用いることで、最大4日まで網膜を培養することができるので、遺伝子銃による遺伝子発現を十分に行うことができ、遺伝子銃によってメラノプシンの異所性導入にも成功した。また、研究代表者らはメラノプシンを異所性に発現するBitetO-OPN4遺伝子改変マウスを作成しており、これを用いて、異所性にメラノプシンを網膜介在神経への発現を試みた。
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