中枢神経回路維持のニューロン活動依存性:散発発現トランスジェニック動物による解析

中枢神经回路维持的神经元活动依赖性：使用零星表达的转基因动物进行分析

基本信息

批准号：
18019022
负责人：
田端俊英
金额：
$ 2.69万
依托单位：
Osaka 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-18019022/
关键词：
神経科学生理学脳・神経シナプス可塑性神経活動発達

项目摘要

従来、学習・記憶の素過程としてシナプス特異的なミクロの可塑性が研究されてきた。生体内ではミクロの可塑的変化は周囲の神経回路を巻き込んでマクロのシナプス可塑的変化を引き起こし、シナプス回路維持に影響を与える可能性が示唆されている。本研究では小脳皮質をモデルとしてマクロのシナプス可塑性を実証的に解明することを目指す。生体内において一部のプルキンエ細胞に散発的に内向き整流性K+チャネルIRKIを発現させ、シナプス特異的可塑性によって生じるような興奮性変化を誘導し、周囲のシナプス回路にどのような影響を与えるかを解析する。tetOpプロモーター制御下にIRKIとGFPの遺伝子を組み込んだコンストラクトを受精卵に注入し、tetOp-IRK1-GFPマウスを作出した。このマウスをHSE-tTA B linマウス(Sakai, et. al.,2004)と交配した。NSE-tTAB lineマウスは小脳プルキンエ細胞のごく一部でtTA因子の産生が起こるので、交配マウスではtTA因子産生プルキンエ細胞に限局してIRKIおよびGFPが発現すると期待される。期待通り、3週〜2ケ月齢の交配マウスの小脳スライスからGFP陽性プルキンエ細胞が観察された。一部のプルキンエ細胞ではプルキンエ細胞層外への細胞体のdisplaceや変性が見られた。成熟個体からは単一登上線維によるシナプス支配が完成していないプルキンエ細胞が見つかった。プルキンエ細胞の細胞膜が脆弱化し、パッチクランプ記録が困難な場合が多かった。培養中枢ニューロンにおいて強制発現させたIRK1チャネルが予想外に強い過分極作用をもたらすことが明らかになりぐこれがプルキンエ細胞の変性の一因と考えられた。この問題を回避しつつシナプス構築を検討するため、電位依存性ナトリウム・チャネルRNAiなどの応用に着手した。

已经研究了突触特异性的微塑性作为学习和记忆的基本过程。已经提出，体内的微塑性变化可能涉及周围的神经回路并引起宏的突触塑料变化，从而影响突触电路的维持。这项研究的目的是使用小脑皮层作为模型来凭经验阐明宏突触可塑性。在体内，某些purkinje细胞偶发地向内矫正K+通道IRKI，引起兴奋性变化，例如由突触特异性可塑性引起的，以及它们如何影响周围的突触电路。将在TETOP启动子控制下掺入IRKI和GFP基因的构建体被注入受精卵，并产生TETOP-IRK1-GFP小鼠。将小鼠用HSE-TTA B Lin小鼠繁殖（Sakai等，2004）。由于NSE-TTAB线小鼠在小脑Purkinje细胞中产生TTA因子，因此预计IRKI和GFP将在杂交小鼠中局部表达给产生TTA因子的Purkinje细胞。如预期的那样，在3-2个月的交配小鼠的小脑切片中观察到了GFP阳性purkinje细胞。一些浦肯野细胞显示出浦肯野细胞层外的细胞体的位移和变性。在成熟的个体中发现了Purkinje细胞，在成熟的个体中，未完成通过单个攀岩纤维的突触支配。 Purkinje细胞的细胞膜变得较弱，使贴片夹记录变得困难。人们认为这是浦肯野细胞中的一个因素，因为据表明，培养的中央神经元中强制表达的IRK1通道导致意外强烈的超极化效应。为了避免此问题，我们已经开始应用诸如电压依赖性钠通道RNAi以研究突触结构。