| 研究課題/領域番号 |
24687010
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| 研究種目 |
若手研究(A)
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| 研究機関 | 独立行政法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
大西 暁士 独立行政法人理化学研究所, 網膜再生医療研究開発プロジェクト, 研究員 (70569102)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 網膜 / 視覚 / 神経回路形成 |
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| 研究概要 |
網膜神経細胞の分化および生理機能を担う分子メカニズムはサブタイプレベルで解明が進む一方、これらサブタイプ同士の神経回路形成を担う分子機構は未解明であった。本年度は、明暗視を担う杵体視細胞とこれに選択的に接続する秤体双極細胞のシナプス接続に着目し、杵体視細胞シナプス末端に選択的に局在する1回膜貫通蛋白質Susd3(Sushi domain containing 3)を中心とした機能解析を行った、以下の予備的結果を得た。
まず、電気穿孔法によりSusd3の蛍光融合タンパク質を発生期の視細胞に導入したところ、強い蛍光シグナルが視細胞-双極細胞のシナプスを形成する外網状層に観察された。また、通常の秤体視細胞シナプス末端は球状の染色像を示すが、蛍光の強い(Susd3の発現量の高い)シナプスでは枝分かれするなどの奇形を示した。さらに蛍光の強いシナプスには秤体視細胞に接続する神経細胞(杵体双極細胞および水平細胞)の樹状突起マーカーの強い共染色が観察され、Susd3が秤体視細胞と秤体双極細胞・水平細胞のシナプス接続を促進する事が示唆された。
次に、Susd3と相互作用する候補分子のプロテオミクス解析を行った。酵母ツーハイブリッド法により、Susd3の細胞内ドメインと相互作用する分子の探索を行い、Cib1(Calcium and integrin-binding protein 1, calmyrin)が相互作用分子として同定された。Cib1は細胞接着の制御分子の一つであり、抗体染色では網膜の外網状層および内網状層(シナプス形成部位)に局在した。最近、Cib1のホモログであるCib2が網膜色素変性を併発するアッシャー症候群の原遺伝子として報告されている事から、Cib1の視覚機能への関与が示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
秤体視細胞特異的に発現する膜貫通タンパク質の過剰発現により視細胞のシナプス形成の変容を確認し、サブタイプ特異的な神経回路形成の予備的結果が得られた。研究計画では24年度はノックアウトマウスの解析が完結しなかったが、プロテオミクス解析において一定の成果が得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
錐体視細胞サブタイプ特異的な神経回路形成に関与する分子群の探索を推進する。研究機関移籍に伴いヒト視覚機能解析のモデルとして構造霊長類網膜を研究対象に加えた。霊長類網膜には赤緑錐体視細胞が集中する中心窩・黄斑構造を持つため、本研究から得られる成果を黄斑機能の分子発生学的解析へ発展させる。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
研究代表者はマウス錐体視細胞の特定のサブタイプと局在が一致する遺伝子を同定し、このホモログが霊長類中心窩で高い発現を示す予備的結果を得ている。この候補分子のノックアウトマウスの納入時期が来年度初頭になることが判明したため、執行残額が生じた。来年度は候補遺伝子のノックアウトマウス・レポーターマウスの作製費用および解析(機器類含む)や制御因子の抗体作製、霊長類眼球サンプルの調達費用などに研究費を使用する。
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