標的遺伝子組換えによる微小管関連蛋白欠失マウスの作製とその神経細胞の極性の解析

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神経伝達物質の放出機構においてシナプス前部の蛋白の機能が最近明らかになってきている。例えば、シナプシン1はシナプス小胞の近傍に存在する蛋白であり、シナプス小胞からの神経伝達物質の放出を調節していると考えられている。又、培養細胞等を用いた実験によってシナプス形成自体にも重要であることが示されている。そこで我々はシナプシンのin vivoにおける機能を明らかにするために、標的遺伝子組換え法によってシナプシン1欠失マウス系統の作製、解析を行ったところ、以下のような結果を得た。(1)海馬CA3部及び小脳分子層のシナプスにおいてシナプス小胞の数及び密度が減少していた。またシナプス小胞に分布する蛋白であるシナプトフィジンがシナプシン1欠失マウスにおいて減少していた。(2)シナプス小胞の減少はシナプスのactive zoneから遠くなるほど顕著にみられた。(3)海馬CA3部シナプスにおいてはシナプス前部の面積が減少しており,その結果はDiIをもちいても確認された。(4)急速凍結ディープエッチ法によりシナプス前部においてシナプス小胞間の架橋の減少が観察された。(5)しかし,海馬CA3部シナプスにおけるLTPには特に影響が認められなかった。以上のように、今回我々の実験によってシナプスにおけるシナプシン1の役割がgene targetingという手法を用いて、in vivoのレベルで解明された。さらに、シナプスの形成及び構造の維持におけるシナプシン1の役割は初めて明らかになった。現在我々は、シナプシン1欠失マウスを用いて,以下の実験を予定している。(1)初代培養細胞等を用いたシナプス伝達の電気生理学的解析。(2)変異マウスの行動学的解析。(3)複数のシナプス局在蛋白遺伝子欠失マウスが得られた場合、これらを交配することで、double mutationが入った個体を作製し、同様の方法で解析する。これらの実験によってシナプシン1の機能が更に解明されるものと思われる。