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。

要了解介导大脑功能的神经机制，必须了解组成神经回路的特定神经元的行为生理作用。我们的研究小组开发了一种基于基因表达的特异性诱导特定神经元去除特定神经元的遗传修饰技术（免疫毒素细胞靶向方法），并阐明了构成基础神经节电路的特定神经元的行为生理作用。在这项研究中，我们致力于开发一种新的遗传修饰技术，以修饰免疫毒素细胞靶向方法并暂时抑制特定神经元类型的功能。为此，制作了重组蛋白免疫持抗毒素（ITET），其中免疫毒素的铜绿假单胞菌毒素部分被四抗毒素L链的变体取代。该重组蛋白通过表达人白细胞介素-2受体α亚基（IL-2Rα）的神经元（IL-2Rα）掺入，该蛋白是一种转基因，并通过裂解囊泡相关的膜膜蛋白-2（VAMP-2）来抑制靶神经元的功能，该功能是神经传输释放所必需的。 ITET在大肠杆菌中表达，并使用多柱色谱法纯化。向纹状体中特定神经元中表达人IL-2Rα的突变小鼠注入ITET，诱导瞬态行为变化并降低组织中包含的VAMP-2水平。另一方面，迭代对纹状体的施用不会影响突变小鼠的脑形态，也不会诱导纹状体中的细胞损伤。以上结果表明，ITET作用于在体内表达人IL-2Rα的靶神经元类型，并能够暂时抑制其功能。该技术将是阐明未来介导各种行为的神经回路机制的有效方法。

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.

Granulocyte-colony stimulating factor is neuroprotective in a model of Parkinson's disease

• DOI: 10.1111/j.1471-4159.2006.03727.x
• 发表时间: 2006-05-01
• 期刊: JOURNAL OF NEUROCHEMISTRY
• 影响因子: 4.7
• 作者: Meuer, K;Pitzer, C;Weishaupt, JH
• 通讯作者: Weishaupt, JH

Conditional ablation of striatal neuronal types containing dopamine D_1 receptors by using immunotoxin cell targeting

使用免疫毒素细胞靶向条件性消融含有多巴胺 D_1 受体的纹状体神经元类型

• 发表时间: 2007
• 作者: Kobayashi;K.;et. al.
• 通讯作者: 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

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.