2019 Fiscal Year Research-status Report
大脳皮質の興奮性と抑制性の神経細胞がつくる機能的回路形成の分子基盤
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17K01976
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
平山 晃斉 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 准教授 (40437398)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 神経発生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ホモフィリックな細胞接着分子であるクラスター型プロトカドヘリン（c-Pcdh）遺伝子群は、CTCFの制御下で確率的な発現様式を持ち、個々の神経細胞に分子的多様性を与えるが、その役割は未だ明らかとはいえない。一方、大脳皮質の興奮性と抑制性の神経細胞は別々の場所で産生され、大脳皮質で統合されて機能的な神経回路を形成するが、その分子基盤は不明な点が多い。本研究では、大脳皮質の興奮性と抑制性の神経細胞でc-Pcdh遺伝子群およびCTCFを操作することで神経回路がどのように変化するかの詳細な解析をおこない、c-Pcdh遺伝子群のホモフィリックな細胞接着とCTCFによる確率的な遺伝子発現制御が機能的神経回路形成の分子基盤として働いていることを明らかとする。
特定のc-Pcdhを抑制性神経細胞特異的に欠損させると同時に、欠損した細胞を蛍光タンパク質で可視化できるマウスを用いて、抑制性神経細胞の移動や数に変化がないかの解析をおこなった。その結果、生後２週目までに抑制性神経細胞の数が顕著に減少していることが明らかとなった。抑制性神経細胞数を細胞種ごとに測定した結果、細胞種に関わらず減少していることが分かった。次に、生後０日目から１４日目までの抑制性神経細胞数の減少を詳細に解析した結果、顕著に細胞数が減少する時期があることが分かった。この時期の大脳皮質抑制性神経細胞の生存は、興奮性神経細胞からの刺激入力により左右されることが報告されている。c-Pcdhを抑制性神経細胞特異的に欠損させた場合に認められる神経細胞死が、興奮性神経細胞からの刺激入力低下によるものか否かを今後明らかにするための解析をおこなう。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
抑制性神経細胞特異的c-Pcdh欠損マウスの細胞数の詳細な解析から、特定の時期に細胞死が増えることを明らかとした。興奮性神経細胞からの刺激入力が必要な時期と一致することを見出した点で研究は大きく前進する可能性が見えてきた。一方、申請者の異動に伴いマウスも移動する必要があったが、想定外に進まず時間がかかっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
c-Pcdhを抑制性神経細胞特異的に欠損させた場合に認められる神経細胞死が、刺激入力低下によるものか否かを明らかにするため、申請者が見出した特定の時期に抑制性神経細胞に対して人為的な刺激入力を入れることで、抑制性神経細胞の生存率が変化するかどうかを検証する。
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| Causes of Carryover |
申請者の異動に伴いマウスも移動する必要があったが、当初の予定通りに進まなかった。新たな動物施設にマウスを移動するにあたり、一旦、精子凍結あるいは胚凍結する必要が生じたため、次年度使用額が生じた。令和２年度は、必要なマウスの飼育数を増やして、当初の計画に則り研究をおこなう。次年度に繰り越した研究費は、マウスの飼育費用、遺伝子導入に必要な機器や試薬、免疫組織化学実験に必要な抗体、試薬、消耗品など実験計画に沿って使用する。
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[Journal Article] Pcdhb deficiency affects hippocampal CA1 ensemble activity and contextual fear discrimination2020
Author(s)
Asai H, Ohkawa N, Saitoh Y, Ghandour K, Murayama E, Nishizono H, Matsuo M, Hirayama T, Kaneko R, Muramatsu S, Yagi T, Inokuchi K
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Journal Title
Molecular Brai
Volume: 13
Pages: 7
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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