神経回路の形成、維持、変化における細胞接着分子の役割

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13041020
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 崎村 建司 新潟大学, 脳研究所, 教授 (40162325)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阿部 学 新潟大学, 脳研究所, 助手 (10334674)
• Keywords: βカテニン / 細胞接着分子 / 小脳顆粒細胞 / 小脳プルキンエ細胞 / コンディショナルにノックアウト / 神経回路

Research Abstract

本研究は、シナプス領域に存在する細胞接着分子が神経回路の形成、維持、変化に果たす役割を個体レベルで解明することである。そのために、接着分子カドヘリンの裏打ちタンパクであるβカテニンに着目し、この分子を小脳の顆粒細胞とプルキンエ細胞に単独、あるいは両方で欠損させたマウスを作成し解析をおこうことを計画した。まず、cre-loxP組換え系を用いて、小脳顆粒細胞とプルキンエ細胞各々で遺伝子ノックアウトを誘導できる系の開発をおこなった。cre組換え酵素とプロゲステロン受容体リガンド結合領域との融合タンパクを小脳顆粒細胞に発現させるために、グルタミン酸受容体ε3サブユニットプロモーターを、小脳プルキンエ細胞に発現するためにグルタミン酸受容体δ2サブユニット制御下に発現するマウスをそれぞれ作製した。これらマウスと、βカテニンをコンディショナルにノックアウトするためにloxP配列を組込んだ標的マウスとを交配させ、loxP配列をホモに持ち、かつcrePR遺伝子を持つマウスを選別した。これらのマウスに生後5週でRU-486を腹空に投与し、βカテニンの遺伝子で組換えをそれぞれの細胞で誘導した。その結果、小脳顆粒細胞(シナプス前細胞)と小脳プルキンエ細胞(後細胞)でβカテニンのmRNAの発現が減少していることが明らかになった。また、βカテニンの細胞内動態を詳細に検討するためにβカテニンに対する特異性の高い抗体を作製した。この抗体を用いてβカテニンの欠損を詳細に検討することが可能になった。さらに、これら変異マウスの表現型の解析から、神経回路形成、維持、変化におけるβカテニンの役割が明らかにできる。

Research Products

• [Publications] Yamazaki, M.: "Differential palmitoylation of two mouse glutamate receptor interacting protein 1 (GRIP1) formes with different N-terminal sequences"Neuroscience Letters. 304. 81-84 (2001)
• [Publications] Minami, T.: "Characterization of the glutamatergic system for Induction and maintenance of allodynia"Brain Research. 895. 178-185 (2001)
• [Publications] Kitayama, K.: "Purkinje Cell-Specific and Inducible Gene Recombination System"Biochemical and Biophysical research Communications. 281. 1134-1140 (2001)
• [Publications] Yamada, K.: "NMDA receptor subunits GluRε1, GluRε3 and GluRζ1 are enriched at the mossy fibre-granule cell synapse In the adult mouse cerebellum"European Journal of Neuroscience. 13. 2025-2036 (2001)
• [Publications] Takeuchi, T.: "Roles of the glutamate receptor ε2 and δ2 subunits In the potentiation and prepulse Inhibition of the acoustic startle reflex"Europian journal of Neuroscience. 14. 153-160 (2001)
• [Publications] Ikeno, K.: "The Lurcher mutation reveals Ca2+ permeability and PKC modification of the GluRδ channnels"Neuroscience Research. 41. 193-200 (2001)
• [Publications] Hashimoto, K.: "Roles of Glutamate Receptor δ2 Subunit (GluR δ2) and Metabotropic Glutamate Receptor Subtype 1 (mGluR1) In Climbing Fiber Synapse Elimination during Postnatal Cerebellar Development"The Journal of Neuroscience. 21(24). 9701-9712 (2001)