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マウスなどの哺乳類の脳において、ミエリンを形成する細胞であるオリゴデンドロサイトは、主として胎児期から新生児期にその前駆細胞が産生され、生後発達期に分化成熟すると考えられている。しかし、オリゴデンドロサイトの前駆細胞(OPC: oligodendrocyte precursor cell)は成体脳にも存在し、第四のグリアとも見なされその機能に着目が集まっている。本申請課題では、光作動性転写因子(hGAVPO)を用いて、OPCの増殖や分化を、光を用いてコントロールする事を試みる。Olig2ノックアウトマウス、あるいは、Olig1/2ダブルノックアウトマウスから樹立された培養神経幹細胞に対して、光作動性転写因子GAVPOを用いたレスキュー実験を行い、Olig1及びOlig2がどのような発現動態を示す事が、オリゴデンドロサイトの分化運命決定・成熟にとって重要なのかを明らかにしようとしている。また、遺伝子発現の光制御と構造化照明を組み合わせることで、オリゴデンドロサイトの分化運命決定・成熟に、周囲のニューロン等の細胞状態や遺伝子発現がどのように影響を及ぼすのか解析するための、新規実験系を構築している。また、成体脳におけるOPCの増殖や分化を、光作動性転写因子を用いて人工的にコントロールするための実験系の構築を試みている。OPC特異的に光作動性転写因子の発現を誘導するための遺伝子改変マウスを準備するとともに、成体脳の細胞に遺伝子発現の光操作系を導入するための実験系の構築を行っている。具体的には、レンチウイルスベクターを用いた遺伝子導入法の検討と、小型LEDを用いた無線の青色光照射デバイスを、マウスの頭部に取り付け、長期間に渡る光照射を可能にするための実験条件の最適化を行っている。
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