視床を介する神経回路の可視化と神経可塑性の分子生物学的解析

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究の目的は、脳内のST3Gal IV発現・視床神経細胞及びその神経連絡を可視化し、神経可塑性の獲得過程における生理学的・形態学的変化を観察することであった。さらに、神経の可塑的変化に連動した発現変動を示す分子群を探索し、個々の分子群の動態解析を目指すことであった。ST3Gal IV・コンディショナルノックアウトマウス作製に関しては、C57Bl/6Jマウス由来のゲノムとES細胞(E14)を用いた系で、Cre-loxPによるノックアウトを試みた。受精卵へのCAG promoter-Creプラスミドの導入により、ST3Gal IV完全欠失マウス作成に成功した。この成功は、本マウス脳の生化学的、行動学的解析に基づく、ST3Gal IVの神経可塑性への関与の解明を可能にする。ST3Gal IVプロモーター支配下に色素遺伝子の発現が生じるバクテリア人工染色体を導入したトランスジェニックマウスを作成し、ST3Gal IVノックアウトマウスとの交配により、視床を介する神経回路の可視化を試みることが可能となる。神経可塑性の分子生物学的解析に関して、細胞膜やシナプスといった生体膜の動態に関わる分子基盤の解析に注目した。てんかん誘導後にガングリオシドGQ1b発現が亢進すること、さらにこのGQ1bが細胞膜上のラフトと呼ばれる様々なシグナル分子の集積する膜領域に存在することを見つけた。またラフト画分内にGQ1bと結合している分子13種類を同定した。以上の結果は、GQ1bと結合する分子群が、どのように神経可塑性のシグナルとして関わっていくのかを解明する事を可能にする。さらには、GQ1bの存在するラフトやシナプス上で、神経可塑性(てんかん)の獲得過程に伴ったシグナル分子群の変化を調べる基礎を築く事ができた。