細胞タイプ特異的な神経活動抑制のための新技術開発

开发细胞类型特异性抑制神经活动的新技术

• 批准号: 18019031
• 负责人: 小林 和人
• 金额: $ 7.49万
• 依托单位: Fukushima Medical University
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18019031/
• 关键词: イムノトキシン; 細胞標的法; テタヌストキシン; インターロイキン-2受容体; 神経回路; 神経活動; 行動制御; 神経伝達; VAMP-2

脳機能を媒介する神経機構を理解するためには,神経回路を構成する特定のニューロンの行動生理学的な役割の解明が必須である。我々の研究グループは,遺伝子発現の特異性に基づいて特定のニューロンの除去を誘導する遺伝子改変技術(イムノトキシン細胞標的法)を開発し,大脳基底核神経回路を構成する特定ニューロンの行動生理学的な役割を明らかにしてきた。本研究では,イムノトキシン細胞標的法を改変し,特定ニューロンタイプの機能を一過性に抑制するための新しい遺伝子改変技術の開発に取り組んだ。この目的のために,イムノトキシンの緑膿菌毒素の部分をテタヌストキシンL鎖の変異体に置換した組換え体タンパク質イムノテタヌストキシン(ITet)を作製した。この組換え体タンパク質は導入遺伝子であるヒトインターロイキン-2受容体αサブユニット(IL-2Rα)を発現するニューロンに取り込まれ,神経伝達物質の放出に必要なvesicle-associated membrane protein-2(VAMP-2)を切断することによって標的ニューロンの機能を阻害する。Itetを大腸菌で発現させ,複数のカラムクロマトグラフィーを用いて精製した。線条体の特定ニューロンでヒトIL-2Rαを発現する変異体マウスにItetを注入した結果,一過性の行動変化を誘導すると共に,組織に含まれるVAMP-2のレベルを低下させた。一方で,線条体へのItet投与は,変異体マウスの脳の形態には影響せず,線条体における細胞損傷を誘導しなかった。以上の結果から,Itetは,生体内でヒトIL-2Rαを発現する標的ニューロンタイプに作用し,その機能を一過性に抑制することが可能なことが示された。本技術は,今後,様々な行動を媒介する脳神経回路のメカニズムの解明に有益なアプローチになると考える。

脳 function を medium す る 経 institutions を understand god す る た め に は, god 経 loop を constitute す る specific の ニ ュ ー ロ ン の cutting action physiology な service の interpret が must で あ る. I 々 の research グ ル ー プ は, heritage 伝 son 発 now の specificity に base づ い て specific の ニ ュ ー ロ ン の remove を induced す る heritage 伝 child change - technology (イ ム ノ ト キ シ ン cell mark method) を open 発 し, big 脳 basal ganglia god 経 loop を constitute す る specific ニ ュ ー ロ ン の cutting action physiology な service を Ming ら か に し て き た. This study で は, イ ム ノ ト キ シ ン cell mark method を change - し, specific ニ ュ ー ロ ン タ イ プ の function を transient に inhibit す る た め の new し い heritage 伝 sub - technology の instead open 発 に group take り ん だ. こ の purpose の た め に, イ ム ノ ト キ シ ン の pseudomonas bacteria toxin の part を テ タ ヌ ス ト キ シ ン L lock の - variant に replacement し た group in え body タ ン パ ク qualitative イ ム ノ テ タ ヌ ス ト キ シ ン (ITet) を cropping し た. こ の group in え body タ ン パ ク qualitative は import legacy 伝 son で あ る ヒ ト イ ン タ ー ロ イ キ ン - 2 by the capacity of body alpha サ ブ ユ ニ ッ ト alpha (IL - 2 r) を 発 now す る ニ ュ ー ロ ン に take り 込 ま れ, god 経 伝 of substances released の に necessary な vesicle - associated to be protein-2(VAMP-2)を blocks the する <s:1> とによって とによって target ニュ <s:1> ロ ロ <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> function を obstruction する. Itet を coliform で 発 now さ せ, plural の カ ラ ム ク ロ マ ト グ ラ フ ィ ー を with い て refined し た. Line body の specific ニ ュ ー ロ ン で ヒ ト IL - 2 r alpha を 発 now す る - variant マ ウ ス に Itet を injection し た as a result, the transient の actions with variations induced す を る と に, tissue contains に ま れ る VAMP - 2 の レ ベ ル を low さ せ た. Side で, line body へ の Itet cast and は - variant マ ウ ス の 脳 の form に は influence せ ず, line body に お け る cell damage induced し を な か っ た. の above results か ら, Itet は, born in vivo で ヒ ト IL - 2 r alpha を 発 now す る mark ニ ュ ー ロ ン タ イ プ に し, そ の function を transient に inhibit す る こ と が may な こ と が shown さ れ た. This technology える, in the future, the 々な action を medium する脳 economic circuit <s:1> メカニズム <s:1> explanation に is beneficial for なアプロ なアプロ チになると チになると study える.

项目成果

Dynamic temporal and cell type-specific expression of Wnt signaling components in the developing midbrain

发育中脑中 Wnt 信号成分的动态时间和细胞类型特异性表达

• 发表时间: 2006
• 期刊: Exp.Cell Res. in press
• 作者: Rawal;N.et al.
• 通讯作者: N.et al.

Decline of endogenous dopamine release in parkin-deficient mice revealed by ex vivo autoradiography

离体放射自显影显示 Parkin 缺陷小鼠内源性多巴胺释放下降

• 发表时间: 2006
• 期刊: J.Neurosci.Res. 84
• 作者: Sato;S. et al.
• 通讯作者: S. et al.

A lesion of the nucleus accumbens dopamine system shortens the lever-pressing inter-response time and delays response initiation in mice

伏隔核多巴胺系统的损伤缩短了小鼠的杠杆按压反应时间并延迟了反应启动

• 发表时间: 2007
• 作者: Yuji Tsutsui;Kayo Nishizawa;Nobuyuki Kai;Kazuto Kobayashi
• 通讯作者: Kazuto Kobayashi

ドーパミン伝達による行動発現システムの制御

通过多巴胺传递控制行为表达系统

• 发表时间: 2008
• 期刊: 蛋白質核酸酵素 53
• 作者: 甲斐 信行;小林 和人
• 通讯作者: 小林 和人

ニューロンネットワーク解析の新技術-組換え体イムノトキシンを利用した細胞標的法

神经元网络分析新技术——使用重组免疫毒素的细胞靶向方法

• 发表时间: 2007
• 期刊: 化学と生物 45
• 作者: Wakamatsu;M.;et. al.;小林 和人
• 通讯作者: 小林 和人