2016 Fiscal Year Annual Research Report
視床核特異的Cre発現マウスを用いた高次視覚野の受容野形成メカニズムの解明
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15H05375
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
小坂田 文隆 名古屋大学, 創薬科学研究科, 講師 (60455334)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 視覚 / ウイルスベクター / 2光子顕微鏡イメージング / 光遺伝学 / 薬理遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでにLateral Geniculate Nucleus（LGN）やLateral Posterior Nucleus（LP）などの視床の神経核にCreを特異的に発現するマウスを見出している。そこで本年度は、これらLGN-CreマウスおよびLP-Creマウスを用いて、視覚情報処理におけるLGNおよびLPの役割を明らかにする目的で、以下の研究を実施した。
特定の神経細胞を制御する方法として、光感受性のチャネルやポンプを利用した光遺伝学、人工リガンドに特異的なチャネルを利用した薬理遺伝学が開発されている。そこでLGNおよびLPの神経活動を特異的に操作する目的で、これら光遺伝学ツールおよび薬理遺伝学ツールの導入を試みた。特定の神経核のCre発現細胞にのみ特異的に遺伝子導入を行う目的で、Cre依存的に発現可能なアデノ随伴ウイルスベクターを作製した。光遺伝学ツールとして活性化のためにChR2(H134R), ChR2(E123T) (ChETA)を、抑制のためにArchTを, 薬理遺伝学として活性化のためにhM3Dq, PSAM/5HT3HC, KORDを、抑制のためにhM4Di, PSAM/GlyRを用いた。これらをCre依存的に発現するAAV-DIO/FLEXベクターを作製し、成体マウスの脳に微量注入し、比較・検討を行った。いずれのウイルスベクターもレポーターとして蛍光タンパク質を同時に発現することから、ウイルス感染3週間後にこれらの発現を組織学的に解析した結果、いずれのAAVでもレポーターの蛍光の発現が認められた。光遺伝学操作には光ファイバーを用い、薬理遺伝学操作には各々に特異的なリガンドとしてhM3DqとhM4DiにはCNOを、PSAM/GlyRとPSAM/5HT3HCにはPSEMを、KORDにはSALBを用いた。上記のアプローチを比較した結果、2光子顕微鏡イメージングとの相性を優先し、実験の簡便さおよびコストなどを総合的に判断して、活性化にはhM3Dqを、抑制にはhM4Diを用い、そのリガンドであるCNOを腹腔内投与することによる薬理遺伝学的アプローチが最適であると結論付けた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
光遺伝学および薬理遺伝学の導入を行うために、全てのウイルスの作製が完了した。2光子顕微鏡イメージングとの組み合わせを行う上で、光遺伝学と薬理遺伝学とを比較した結果、光が干渉し合わない薬理遺伝学との組み合わせにて、実験を実施することとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
ウイルスベクターにより薬理遺伝学を導入し、特定の神経細胞種の神経活動を操作しながら、視覚刺激に対する応答の変化を2光子顕微鏡イメージングにて評価することが可能になった。しかし、技術的に難易度の高い実験系なので、再現性良くデータを取得できるように、実験系の改良および手技の練習を継続的に行う。得られるデータも複雑になるため、解析方法の開発にも取り組む。さらに、視覚弁別課題など行動解析の実験系も立ち上げる予定である。
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[Journal Article] Distinct Hippocampal Pathways Mediate Dissociable Roles of Context in Memory Retrieval.2016
Author(s)
Xu C, Krabbe S, Gründemann J, Botta P, Fadok JP, Osakada F, Saur D, Grewe BF, Schnitzer MJ, Callaway EM, Lüthi A.
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Journal Title
Cell.
Volume: 167
Pages: 961-972
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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