可視化モデルによるセロトニン神経の機能解析と小児腸管蠕動不全症への挑戦

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透明のまま発生・分化し、消化管運動の観察が可能なゼブラフィッシュを用いて、腸管神経系におけるセロトニン神経の機能と腸管蠕動不全症の病態の解明を行っている。 GAL4エンハンサートラップ法により作成されたゼブラフィッシュモデルgSAIGFF249Aを用いた免疫組織化学染色により、心臓のペースメーカーチャネルに発現しているHCN4遺伝子が、腸管神経系においてセロトニン神経で特異的に発現していることを確認した。またトリプルトランスジェニックモデル gSAIGFF249A;UAS:GFP;HuC:mCherryから、腸管神経系の発生段階におけるセロトニン神経の分化を確認し、セロトニン神経は発生初期に有意に増加することを確認した。また、機能解析に関しては、SONY SI8000セルモーションシステムによる蠕動解析システムを構築した。生きた個体での解析が可能な本システムに、収縮ベクトル別に解析することで、蠕動評価を行う新たなパラメーターを算出した。それによると、発生初期にみられる順蠕動および逆蠕動は、それぞれ異なる収縮ベクトルで形成されていることがわかり、輪走筋および縦走筋の特徴を反映していた。選択的HCNチャネル阻害剤によるセロトニン神経活動を抑制した実験と、光遺伝学を用いたトランスジェニックモデルgSAIGFF249A;UAS:ChRWR-YFPによるセロトニン神経を選択的に興奮させた実験を、SONY SI8000を用いて蠕動解析し、セロトニン神経の役割を調べた。その結果、セロトニン神経による逆蠕動制御メカニズムを解明した。そして、逆蠕動の中でも特に輪走筋の動きを選択的に制御していることがわかった。以上はサブプロジェクトとして論文をまとめており、当研究ではHCN4遺伝子のノックアウトモデルでの蠕動運動を解析することによってゼブラフィッシュ成魚におけるセロトニン神経の機能解析を行う。