中枢神経系の形態学的解析に役立つウィルスベクターを開発する

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大脳皮質などの中枢神経系の神経回路網についてはその詳細が未だに明らかにされておらず、そのことが中枢神経系の作動原理を理解する際に最も大きな障害となっている。具体的に述べると、従来の神経解剖学的実験法により神経核あるいは皮質の間の神経伝導路の構成についてはある程度判明しているが、それらの内部の神経連絡(局所神経回路)および情報処理に関する多くのことが未知の部分として残っている。例外的に小脳皮質や海馬などのように、旧い技法であるゴルジ染色法によって局所回路のアウトラインを個々のニューロンレベルで描けた部位についてのみ局所回路網の記載が見られるに過ぎず、中枢神経系の作動原理を解明するには、ニューロンの局所連絡を、従来のゴルジ染色法を超える手法によって、個々のニューロンレベルで解析する必要がある。我々は、最近ウィルスベクターを用いたニューロンのゴルジ染色様標識を開発・利用したが、その際ウィルスベクターの有用性を実感した。今年は、我々の研究室で開発・確立してきた遺伝子工学技術を用いて中枢神経系の形態学的研究に有用なベクターを開発することを目的とした。(1)ニューロンに感染しやすく感染ニューロンの長期生存が可能なレンチウィルスを用いてレポーター蛋白質を検討し、ニコ.ーロンの情報入力部位である樹状突起を選択的に標識するリポーター蛋白質として、myristoylation siteとLDL受容体のC末端を付加したGFPが有用であることを見出した。応用としてトランスジェニックマウスを作製したが、トランスジェニックマウスにおいても樹状突起の選択的標識を確認できた。(2)経シナプス的に運ばれるリポーター蛋白質をレンチウィルスを用いてニューロンに長期に発現させ、1個の感染ニューロンへ入力する全てのニューロンあるいは1個の感染ニューロンが投射する全てのニューロンを標識することを可能にするウィルスベクター作成の試みについては、CMV enhancer+human synapsin I promoterの組み合わせによりニューロン特異的に長期に渡る強いレポーター蛋白質発現を実現できることを確認できた。(3)偽狂犬病ウィルスを用いて逆行性にニューロンをゴルジ染色様に標識するベクターを開発したが、感染効率の面でさらに開発をする必要がある。