| 研究課題/領域番号 |
25290004
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
那波 宏之 新潟大学, 脳研究所, 教授 (50183083)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 神経発達 / ドパミン / 自律発火 / 可塑性 / 次世代シークエンサー |
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| 研究概要 |
哺乳動物においてドパミン神経回路の発達は、生後から思春期と長期に渡る。このドパミン神経の発生メカニズムは遺伝子レベルで既にかなり解明されているが、神経細胞誕生後の回路発達過程の制御機序は不明のままである。本課題では、脳内ドパミン神経の機能・回路発達を制御している「細胞の内的・外的要因」の実態を明らかにし、ドパミン神経の発達を追った可塑性変化や臨界期の存在仮説を検証する計画である。
１) 発達中のドパミン神経の自律発火の頻度、強度、パターン変化の制御因子の解明；中脳スライスを用いて黒質ドパミン神経の成長過程における自律発火頻度変化を分析した。スライス標本でユニット記録を実施したところ、予想に反し 発火頻度の平均に大きな差異は観察されなかった。麻酔下でIN VIVOでもドパミン神経の自律発火の発達変化を測定したが、スライスと同様、平均値には大きな変化はなかった。また、セロトニンに対する反応性の発達変化も分析したところ、また、思秋期（6週）においてのみ、その反応性が低下することが判明した。加えて、その他の外的要因分子を明らかにするために、内在性のドパミン栄養因子ＧＤＮＦの過剰発現マウスからIN VIVOユニット記録を実施した。平均発火頻度、バースト発火時間、両者ともに１．５倍から3倍上昇しており、栄養因子ＧＤＮＦがドパミン神経活動発達に強い作用を有することが判明した。
２) 発達を追ってドパミン神経細胞に発現する遺伝子群の網羅的同定；次世代シークエンサーを活用し、発達や神経栄養因子に反応して中脳ドパミン神経細胞やそれに回路を形成する神経がどのようにそのRNA発現パターンを変化させるかを網羅的に解析し、自律的発火を獲得するに至る内的分子変化を把握する計画であった。現在、中脳ＲＮＡを次世代シークエンサーに駆けたので、ＲＮＡＳＥＱのビッグデータの解析中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
１）無拘束下での同様のIN VIVO測定による発達変化の研究は、記録波形の無線送受信装置の選定・最適化に時間を費やしてしまったので、未完了である。京都大学、渡辺教授に支援いただいて、その運用に向け努力中である。
２）ＧＦＰラベルのドパミン神経を単離して、ＨＩＳＥＱによるＲＮＡＳＥＱを実施する計画であったが、単離実験の途中でＲＮＡの分解が避けられないことが判明したので、黒質でのＲＮＡＳＥＱをまず開始することにした。
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| 今後の研究の推進方策 |
１）オーダーメードの記録波形の無線送受信装置が搬入され次第、共同研究者・京都大学、渡辺教授ＬＡＢに出向き、開発された無線システムの運用を教示いただく計画である。
２）ＧＦＰラベルのドパミン神経を単離する代わりに、ドパミン神経毒素でドパミン神経を死滅させた黒質組織のＲＮＡＳＥＱも実施し、それらの差分を取ることで、ドパミン神経細胞の遺伝子発現プロファイルを浮き上がらせる計画を練っている。
３）発達変化が２０日齢からの時期では観察されなかったので、より幼弱な発達時期からの記録を試してみたい。場合によっては 培養下でのドパミン神経細胞からの発火記録も試みてみたい。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
予定してた市販品でのＩＮ ＶＩＶＯユニット記録の無線送信システムには難があり、急遽、京都大学の共同研究者開発のシステムの導入に変更した。そのため、オーダーメイドの無線送信機の最適化と製作に時間を要している。
この4月にも無線送信システムが納品されるので、受領しだい受信機や解析ソフトの購入をする計画である。
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