生後発達期の小脳神経回路におけるシナプス形成部位の再編成機構

生後発達期の神経回路形成では、まず過剰にシナプスが形成され、その後不要なシナプスは除去されることで、神経回路は成熟したものへと発生する。精神疾患の患者脳内では、発達期におけるこの再編成のプロセスが異なっており、疾患の理解のためにも神経回路の再編成機構を明らかにすることは重要である。小脳プルキンエ細胞は下オリーブ核ニューロンの軸索である登上線維からシナプス入力を受けるが、このシナプスは生後発達期に余剰なものが除去され、最終的に一本の登上線維だけが残る。この発達に応じたプルキンエ細胞と登上線維間のシナプス除去では、前期過程と後期過程に分解することが可能であり、異なるセットの遺伝子が機能する。また発達初期では、プルキンエ細胞の細胞体にシナプスが形成されるが、そのシナプス形成部位は徐々に樹状突起へと移行する。本研究では、シナプス再編成の優れたモデル系である小脳プルキンエ細胞と登上線維間のシナプスに着目し、これを制御する分子メカニズムの一端を解明することを目標とした。本年度は候補遺伝子および関連する遺伝子、計3つの遺伝子のコンディショナルノックアウト用のマウスを作製した。このマウスにプルキンエ細胞でCreを発現するマウスや、下オリーブ核でCreを発現するマウスを掛け合わせることで、今後はそれぞれの細胞種でそれら遺伝子をノックアウトする。登上線維を刺激しプルキンエ細胞から記録する手法や免疫組織化学により、生後発達期の回路の再編成におけるそれぞれの遺伝子の役割を明らかにする。

生後発達期の神経回路形成では、まず過剰にシナプスが形成され、その後不要なシナプスは除去されることで、神経回路は成熟したものへと発生する。精神疾患の患者脳内では、発達期におけるこの再編成のプロセスが異なっており、疾患の理解のためにも神経回路の再編成機構を明らかにすることは重要である。小脳プルキンエ細胞は下オリーブ核ニューロンの軸索である登上線維からシナプス入力を受けるが、このシナプスは生後発達期に余剰なものが除去され、最終的に一本の登上線維だけが残る。この発達に応じたプルキンエ細胞と登上線維間のシナプス除去では、前期過程と後期過程に分解することが可能であり、異なるセットの遺伝子が機能する。また発達初期では、プルキンエ細胞の細胞体にシナプスが形成されるが、そのシナプス形成部位は徐々に樹状突起へと移行する。本研究では、シナプス再編成の優れたモデル系である小脳プルキンエ細胞と登上線維間のシナプスに着目し、これを制御する分子メカニズムの一端を解明することを目標とした。本年度は候補遺伝子および関連する遺伝子、計3つの遺伝子のコンディショナルノックアウト用のマウスを作製した。このマウスにプルキンエ細胞でCreを発現するマウスや、下オリーブ核でCreを発現するマウスを掛け合わせることで、今後はそれぞれの細胞種でそれら遺伝子をノックアウトする。登上線維を刺激しプルキンエ細胞から記録する手法や免疫組織化学により、生後発達期の回路の再編成におけるそれぞれの遺伝子の役割を明らかにする。