中枢神経系の神経回路形成及び高次脳機能におけるセマフォリン3Aの分子機能解析

信号蛋白3A在中枢神经系统神经回路形成和高级脑功能中的分子功能分析

• 批准号: 13041010
• 负责人: 谷口 雅彦
• 金额: $ 4.61万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13041010/
• 关键词: セマフォリン; 軸索ガイダンス; 嗅覚; 糸球体; 嗅球; 匂い地図; ノックアウトマウス; コラプシン; 反発因子

嗅覚系において、嗅上皮に存在する嗅細胞は約1000種類存在すると言われている嗅覚受容体の内1種類だけを発現しており、同種の嗅覚受容体を発現する嗅細胞の嗅神経は嗅球に存在する約1800個の糸球体の内わずか2〜数個の糸球体に正確に投射・収束する。糸球体の空間配置は嗅球における嗅覚系感覚地図(、いわゆる「匂い地図」を形成する。しかし、正確な匂い地図形成の分子メカニズムは現在ほとんど分かっていない。セマフォリンは神経軸索ガイダンスにおいて重要で、以前にセマフォリン分子のセマフォリン3A(Sema3A)のノックアウトマウスの解析により、初期発生中の末梢神経系の神経回路形成過程において重要な役割をしていることを明らかにした。しかし、Sema3Aは嗅覚系にも特異的な発現が認められる。現在は、嗅球にSema3Aの発現が認められる、嗅神経にSema3Aレセプターであるニューロピリン-1(NP-1)が発現している、嗅神経はSema3Aにより反発される、という理由等から嗅覚系、特に匂い地図形成におけるSema3Aの機能に注目をして研究を進めている。本研究では、抗OCAM(Zone II-IVに発現)抗体と抗NP-1抗体を匂い地図(糸球体地図)作製における分子マーカーとして使用し、成体Sema3Aノックアウトマウスの匂い地図形成を解析した。ワイルドマウスでは、NP-1を発現している嗅神経は嗅球の内側と外側の2つのバンドとして認められた。しかし、Sema3Aノックアウトマウスにおいてはワイルドマウスで見られたパターンが全く見られず、NP-1陽性の糸球体は嗅球全体に広がっていた。また抗OCAM抗体による匂い地図においても興味深い結果が得られた。さらにノックアウトマウスの機能解析において、匂いに対する嗅球の反応を見るためにoptical imaging法を用いて神経活動を解析した結果、匂いに対するパターン形成の変化を明らかにした。以上のことより、Sema3Aは嗅球において正確な匂い地図を形成するために必須であることを解明した。

Department of olfactory 覚 に お い て, olfactory epithelium に す る olfactory cell は about 1000 species exist す る と said わ れ て い る olfactory 覚 1 species in the capacity of body の だ け を 発 now し て お り, same の smell 覚 let body を 発 now す る olfactory cell の olfactory god 経 は olfactory bulb に exist す る about 1800 の si within the sphere の わ ず か 2 ~ several の si · 収 に に correct projection sphere beam す る . The spatial configuration of the spheroid <s:1> olfactory bulb における olfactory 覚 system 覚 map (における わゆる "匂 匂 map" を forms する. The <s:1> leader of the <s:1> and the correct な匂 な匂 map form a <s:1> molecule メカニズム, which is now divided into ほとん <e:1>, って and な. セ マ フ ォ リ ン は god 経 axon ガ イ ダ ン ス に お い て important で, before に セ マ フ ォ リ ン molecular の セ マ フ ォ リ ン 3 a (Sema3A) の ノ ッ ク ア ウ ト マ ウ ス の parsing に よ り, initial 発 の endings in god 経 is の 経 loop formation に お い て important cut を な service し て い る こ と を Ming ら か に し た. The <s:1> 覚 and Sema3A 覚 smell 覚 series に 覚 have a unique な occurrence が recognition められる. Now は, olfactory bulb に Sema3A の 発 が now recognize め ら れ る, olfactory god 経 に Sema3A レ セ プ タ ー で あ る ニ ュ ー ロ ピ リ ン - 1 (NP) が 発 now し て い る, olfactory god 経 は Sema3A に よ り anti 発 さ れ る, と い う reasons such as か ら olfactory 覚 system, special に 匂 い 図 form に お け る Sema3A に attention を の function Youdaoplaceholder0 て study を into めて る る. This study で は, resisting OCAM (Zone II - IV に 発 now) antibody と resistance to NP - 1 antibodies を 匂 い to 図 (si sphere 図) system に お け る molecular マ ー カ ー と し て use し, adult Sema3A ノ ッ ク ア ウ ト マ ウ ス の 匂 い 図 form analytical し を た. ワ イ ル ド マ ウ ス で は, NP - 1 を 発 now し て い る olfactory god 経 は olfactory bulb の の medial と lateral 2 つ の バ ン ド と し て recognize め ら れ た. し か し, Sema3A ノ ッ ク ア ウ ト マ ウ ス に お い て は ワ イ ル ド マ ウ ス で see ら れ た パ タ ー ン が く see all ら れ ず, NP - 1 positive の si sphere は olfactory bulb all に hiroo が っ て い た. Youdaoplaceholder0 anti-ocam antibody による匂 て map にお て て また interest deep また result が られた られた さ ら に ノ ッ ク ア ウ ト マ ウ ス の function analytical に お い て, 匂 い に す seaborne る olfactory bulb の anti 応 を see る た め に optical imaging method を with い て god 経 activity を parsing し た results, 匂 い に す seaborne る パ タ ー ン form の variations change を Ming ら か に し た. Above の こ と よ り, Sema3A は olfactory bulb に お い て right な 匂 い to 図 を form す る た め に must で あ る こ と を interpret し た.

项目成果

Y.Sugimoto, et al.: "Guidance of glial precursor cell migration by secreted cues in the developing optic nerve"Development. 128. 3321-3330 (2001)

Y.Sugimoto 等人：“通过发育中的视神经中的分泌信号来指导神经胶质前体细胞迁移”的开发。

S.Loes et al.: "Expression of class3 semaphorins and neuropilin receptors in the developing mouse tooth"Mech.Dev.. 101. 185-188 (2001)

S.Loes 等人：“小鼠牙齿发育中 3 类信号蛋白和神经毡蛋白受体的表达”Mech.Dev.. 101. 185-188 (2001)

谷口雅彦: "神経回路形成とセマフォリン・ニューロピリン"バイオサンエンスの新世紀 第11巻 脳の発生・分化・可塑性. (印刷中). (2002)

Masahiko Taniguchi：“神经回路形成和信号蛋白和神经毡蛋白”《生物科学新世纪》第 11 卷：大脑发育、分化和可塑性（印刷中）。

Yukio Sasaki et al.: "Fyn and Cdk5 mediate Semaphorin 3A signaling, which is involved in regulation of dendrite orientation in cerebral cortex"Neuron. 35. 907-920 (2002)

Yukio Sasaki 等人：“Fyn 和 Cdk5 介导 Semaphorin 3A 信号传导，该信号传导参与大脑皮层树突方向的调节”神经元。

Yoh-suke Mukouyama et al.: "Sensory nerves determine the pattern of arterial differentiation and blood vessel branching in the skin"Cell. 109. 693-705 (2002)

Yoh-suke Mukouyama等人：“感觉神经决定皮肤中动脉分化和血管分支的模式”细胞。