ペプチドニューロンによる神経回路機能修飾の分子・細胞メカニズム

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神経修飾作用を持つと考えられる終神経GnRHペプチドニューロンを用い、それらがペプチドニューロン・クラスターと言う機能単位として特徴的入出力を形成している点に着目して解析を行った。ペプチドニューロン・クラスターの特性:GnRHニューロン同士の相互作用の電気生理学的基盤につきダブルパッチクランプを用いて解析した結果、ギャップ結合を介した電気的カップリングとGnRHペプチドの自己・傍分泌を介したクラスター内の細胞間相互作用の実態が明らかになった。終神経GnRHニューロンへの感覚入力:感覚受容器で受容された環境の変化がGnRHニューロンに入力する機構を解明するため、GluRやGABARを介するシナプス入力がペースメーカー活動に対して及ぼす影響を電気生理学的に解析した。その結果、通常の成体脳ではあまり見られないGABA_ARを介する興奮性シナプス伝達がこの感覚入力に関与していることを示唆する結果が得られた。単離培養ニューロンを用いた解析:終神経GnRHニューロンの複雑な神経突起を平面上に再構成させ、Ca^<2+>イメージング、神経活動記録、GnRH放出の電気化学測定・膜容量測定による開口放出の定量化などを行うために、TN-GnRHニューロンの単離培養系の開発を行った。その結果、健全に成長する神経突起を持った単独あるいは数個のGnRHニューロンを数日間単離培養できるようになった。GnRHニューロン機能を調節する新規ペプチドキスペプチンニューロン系の解析:各種の分子遺伝学的ツールの使えるメダカを用いて、GnRHニューロンに直接投射してそれらの活動を調節する可能性のあるkisspeptinペプチドの配列と産生ニューロンの脳内分布を解析し、その遺伝子発現が動物の生殖状態に密接に関連すること、脳内ニューロン分布に顕著な性差が存在すること、等を非哺乳類で初めて明らかにした。