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神経上皮細胞移植による線条体シナプス再構築に関する形態学的および電気生理学的解析

神经上皮细胞移植重建纹状体突触的形态学和电生理学分析

基本信息

批准号：
15016106
负责人：
籾山俊彦
金额：
$ 3.97万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15016106/
关键词：
神経上皮型幹細胞移植線条体ドーパミンシナプス GFP ドナー宿主

项目摘要

大脳基底核関遅疾患の治療法の一つとして神経細胞移植法が期待されているが、移植による神経回路の再建に関する基礎的知見は少ない。本研究では、妊娠10.5日目のEnhanced GFP遺伝子導入トランスジェニックラットから胎生10.5日目ラットを摘出し、中脳胞部由来神経板組織(神経上皮型幹細胞から構成される)を成熟ラットの線条体内に移植して、移植後2-6週後に形態学的および電気生理学的解析を行なった。ドナー由来の細胞は、GFP陽性細胞として同定できる。移植4週間後の免疫組織化学的検討により、移植部位内に、神経細胞のマーカーであるHuとGFP共陽性細胞が認められた。また、neurofilament陽性細胞が認められ、移植部位内はsynaptophysinにも染まっており、シナプスの存在が示唆された。さらに、GFP陽性細胞で、幼若な神経細胞のマーカーであるTuJ-1陽性細胞、ドーパミン性細胞のマーカーであるtyrosine hydroxylase陽性細胞、astrocyteのマーカーであるGFAP陽性細胞、神経幹細胞のマーカーであるnestin陽性細胞も認められた。移植4-6週間後のラット脳スライス標本を用いてGFP陽性細胞からホールセル記録を行なったところ、ドーパミン性細胞を始めとして、電気生理学的にも複数種の神経細胞に分化していることが示唆された。また、移植部位内のGFP陽性細胞からホールセル記録を行ない、移植部位外(宿主側)に電気刺激を与えることにより、GABA性、およびグルタミン酸性のシナプス電流が誘発されたことから、ドナー細胞は宿主細胞から興奮性および抑制性シナプス入力を受けていることが示唆された。以上の結果により、神経上皮型幹細胞はドナーとして正常脳組織によく生着し、機能的神経細胞に分化して、周囲とのシナプス結合を形成すると考えられる。

The development of neurocell transplantation in the treatment of basal ganglia disorders is expected to be improved, and the basic knowledge of neurocircuit reconstruction in transplantation is lacking. In this study, we conducted morphological and electrophysiological analysis of the Enhanced GFP gene introduced at 10.5 days of gestation and extracted at 10.5 days of gestation, and of the mature line derived from the neuronal plate tissue (composed of neuroepithelial stem cells) and transplanted into the body 2-6 weeks after transplantation. GFP-positive cells were also identified. Immunohistochemical examination was performed at 4 weeks after transplantation. The results showed that there were no significant differences between the two groups. The presence of synaptophysin in the graft site was also demonstrated by the presence of neurofilament positive cells. GFP-positive cells, juvenile neurocytes, TuJ-1 positive cells, adult neurocytes, tyrosine hydroxylase-positive cells, astrocytes, GFAP-positive cells, neurostem cells, nestin positive cells 4-6 weeks after transplantation, GFP positive cells were used to record the initiation and differentiation of multiple kinds of neurons in electrophysiology. GFP-positive cells in the transplant site were recorded in the middle and outside the transplant site (host side). Electrical stimulation was induced by GABA, GABA, and acid currents. The host cells were stimulated by excitatory and inhibitory currents. As a result, neuroepithelial stem cells can be differentiated from normal tissues, and functional neurons can be formed from cells that are not normal tissues.