逆行性シナプス間トレーサー蛍光タンパクの開発

脳機能の解析には、基盤となる解剖学的知見が不可欠である。GFPの発見以来、個々の神経細胞を樹状突起、細胞体から軸索を可視化する蛍光タンパクは多く開発され、脳機能解析の推進に大きく貢献している。さらに、個々の神経細胞にとどまらず、シナプスでつながる神経細胞を可視することができれば、機能的神経回路を明らかにすることとなり、脳機能解析の推進への貢献はきわめて大きなものと期待される。しかしながら、十分な感度とシナプス特異性を示すシナプス間トレーサーは未だに開発されていない。本研究では、十分な感度とシナプス特異性を示す逆行性シナプス間トレーサー蛍光タンパクの開発を目的とする。逆行性シナプス間トレーサータンパクとして機能するためには、発現細胞内において細胞体から樹状突起上のシナプス後膜へと運ばれ、そこで分泌され、シナプス前細胞の軸索終末から取り込まれ、軸索から樹状突起へ運ばれる性質を備えている必要がある。申請者は、テタヌストキシンCフラグメント(TTC)が毒性を持たずシナプス前膜から取り込まれ、逆行性に運ばれる性質を持つことに注目した。可視化のため広いpHレンジで安定な蛍光タンパクであるビーナスタンパク(Venus)をTTCに融合した(Venus-TTC)。このコンストラクトVenus-TTCを線条体投射神経細胞において選択的に発現させるべくトランスジェニックマウスの作成を試みた。しかしながら、トランスジーンが十分量発現するマウスラインが得られなかった。しかしながら、アルカリフォスファターゼをTTCにつないだAPTTCは、シナプス間逆行性トレーサーとして機能することを線条体神経回路において明らかにし、論文として報告し、ジャーナルのカバーピクチャーに採用された(Sano et al., Genesis(2007))。

脳機能の解析には、基盤となる解剖学的知見が不可欠である。GFPの発見以来、個々の神経細胞を樹状突起、細胞体から軸索を可視化する蛍光タンパクは多く開発され、脳機能解析の推進に大きく貢献している。さらに、個々の神経細胞にとどまらず、シナプスでつながる神経細胞を可視することができれば、機能的神経回路を明らかにすることとなり、脳機能解析の推進への貢献はきわめて大きなものと期待される。しかしながら、十分な感度とシナプス特異性を示すシナプス間トレーサーは未だに開発されていない。本研究では、十分な感度とシナプス特異性を示す逆行性シナプス間トレーサー蛍光タンパクの開発を目的とする。逆行性シナプス間トレーサータンパクとして機能するためには、発現細胞内において細胞体から樹状突起上のシナプス後膜へと運ばれ、そこで分泌され、シナプス前細胞の軸索終末から取り込まれ、軸索から樹状突起へ運ばれる性質を備えている必要がある。申請者は、テタヌストキシンCフラグメント(TTC)が毒性を持たずシナプス前膜から取り込まれ、逆行性に運ばれる性質を持つことに注目した。可視化のため広いpHレンジで安定な蛍光タンパクであるビーナスタンパク(Venus)をTTCに融合した(Venus-TTC)。このコンストラクトVenus-TTCを線条体投射神経細胞において選択的に発現させるべくトランスジェニックマウスの作成を試みた。しかしながら、トランスジーンが十分量発現するマウスラインが得られなかった。しかしながら、アルカリフォスファターゼをTTCにつないだAPTTCは、シナプス間逆行性トレーサーとして機能することを線条体神経回路において明らかにし、論文として報告し、ジャーナルのカバーピクチャーに採用された(Sano et al., Genesis(2007))。