2016 Fiscal Year Annual Research Report
大脳皮質における神経活動依存的な遺伝子発現による回路シフト制御
Publicly Offered Research
| Project Area | Mechanisms underlying the functional shift of brain neural circuitry for behavioral adaptation |
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| Project/Area Number |
15H01436
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山本 亘彦 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (00191429)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 神経活動依存性 / 軸索分岐 / kit ligand / CREB / 1分子イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経活動依存的な神経回路形成のメカニズムを解明するために、大脳皮質における遺伝子発現に着目して、視床皮質投射の形成に関わる分子機構ならびにcAMP-response element binding protein (CREB) の核内動態の解明を目指した。
視床皮質投射に関しては、Kit Ligand (KL) が大脳皮質細胞で神経活動依存的に発現し、視床軸索分岐に作用することがin vitroの実験系で示唆されたので、その結果を受けて、in vivoにおいても同様の機構が働いているかを調べた。そのために、KLの受容体c-kit欠損マウスと野生型マウスにおいて、軸索トレーサーBDAを用いて外側膝状体から視覚野への投射を調べた。c-kitミュータントにおいても、野生型と同様に皮質4層において広範囲の枝分かれが見出されたが、終末においてより細かい分岐が増大することがわかった。このことから、KLは発達期大脳皮質で視床軸索分岐に対して抑制的に働くことが示唆された。
CREB動態については、1分子イメージング法により、皮質細胞の核内で特定の遺伝子座に一定時間結合することが判っていたが、光感受性タンパク質チャネルロドプシン2（ChR2）を光遺伝学的手法を用いて神経活動依存的な特質を調べた。その結果、CREBの滞在時間に顕著な変化は見られなかったが、秒オーダーで留まるCREBの輝点が高頻度に出現する核内の局所領域（ホットスポット）の数およびその点でのCREBの出現回数とが、刺激後に有意に増加することが判った。以上の結果から、神経活動によってCREB-CRE自体の結合特性は変化しないが、CREBは特定遺伝子座のCRE配列に対してより頻繁に結合することが示唆された。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(8 results)
