研究課題
基盤研究(C)
中脳黒質―線条体系ドパミンニューロンの脱落はパーキンソン病の主要な病変であり、神経投射の再生は将来有望な治療戦略である。黒質ドパミンニューロンが線条体ニューロンを認識し神経支配するメカニズムについては明らかではなかったが、これまでに我々は、細胞接着分子の一種であるインテグリンが、重要な役割を果たすことを明らかにした。本研究では、インテグリンサブユニットの特定、インテグリンを介したシグナル経路の解明、インテグリン過剰発現による線条体神経支配促進作用を検証することで、脳内における黒質―線条体系ドパミン神経回路形成メカニズムの一端が明らかにする。本年度は、まず、インテグリンα5がドパミンニューロンによる線条体神経支配に関与することを明らかにするため、インテグリンα5 shRNA発現レンチウイルスベクターを作製した。次に、中脳細胞にインテグリンα5 shRNAを導入し、ノックダウンが効率よく起っていることを確認した。このインテグリンα5 shRNAを中脳細胞選択的に導入することにより線条体神経支配が低下し、ドパミンニューロンに発現するインテグリンα5が重要な役割を果たすことが明らかになった。また、インテグリンα5を過剰発現させることによりドパミンニューロンによる線条体神経支配が促進することを検証する目的で、インテグリンα5過剰発現マウス胚性幹(ES)細胞の作製を試みた。本年度はまず、マウス脳からインテグリンα5のmRNAを回収し全長cDNAを作製し、レンチウイルスベクターに組み込んだ。
2: おおむね順調に進展している
インテグリンα5ノックダウンによる線条体神経支配への影響に関しては順調に達成できた。インテグリンα5発現レンチウイルスベクターの作製も完了しており、本年度の目標は達成した。しかし、インテグリンα5β1を介したシグナル経路の解明に関しては、遺伝子導入した細胞で蛍光マーカータンパクの発現は確認したが、目的のタンパクの発現が確認できず、目標に到達しなかった。この理由として、目的のタンパクの発現にのみサイレンシング機構が働いたことが挙げられる。そのため、現在、抗生物質耐性遺伝子を含むベクターに組換え、再度遺伝子導入を行っており、現在は解決に向かっている。
一般に、shRNAによる遺伝子ノックダウンの検討では、複数の配列で作用を確認する。インテグリンα5ノックダウンによる線条体神経支配への影響に関しては、新たに別の配列を用いて、インテグリンα5がドパミンニューロンによる線条体神経支配に関与することを明らかにする。インテグリンα5β1を介したシグナル経路の解明に関しては、抗生物質耐性遺伝子を含むインテグリンα5過剰発現ベクターを株化細胞に導入し、インテグリンα5が神経突起伸長を促進する分子内メカニズムについて検討する。マウスES細胞へのインテグリンα5β1発現とドパミンニューロンへの分化に関しては、前年度に作製したインテグリンα5発現レンチウイルスベクターをマウスES細胞に感染させ、安定発現株を得る。ES細胞からSDIA法によりドパミンニューロンへ分化させ、セルソーターによるフィーダー細胞の除去や分化効率などを検討し移植への最適化を進める。
インテグリンα5発現レンチウイルスベクターは導入遺伝子サイズが大きく、高濃度のウイルスの作製が困難であった。そのため、インテグリンα5過剰発現細胞の使用を計画した実験が予定通りではなく、次年度に繰り越した。本年度は、比較的大きいサイズの遺伝子も導入可能なプラスミドベクターを用いて、インテグリンα5遺伝子導入を行う。これにより、前年度に繰り越した分も含めて効果的に使用する予定である。本年度も、研究経費として消耗品類(薬品、培養関係消耗品、実験用動物)の他、学会発表のための旅費を計上する。
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すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (20件) (うち招待講演 1件)
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