小脳プルキンエ細胞におけるシナプス伝達の長期抑圧に伴う遺伝子発現制御の解析

運動学習は小脳皮質に於いて行われていると考えられ、その基礎となる機構としては、プルキンエ細胞と平行線維間のシナプス伝達の可塑的変化、長期抑圧(LTD)が考えられている。今回の奨励研究においては、この小脳における運動学習の分子機構の解明を目指す一環として、長期抑圧に伴う遺伝子発現の制御機構の研究を行った。これまでの研究により、長期抑圧を引き起こす電気生理的な刺激はcGMPとAMPAによる薬理的な刺激に置き換えることが出来ること、さらにこの条件下では、プルキンエ細胞で最初期遺伝子のうちjunBおよびc-Fosが発現することが示されていた。そこで今回は、実際に単一のプルキンエ細胞でそれらが同時に発現しAP-1複合体を形勢して、新たな他の遺伝子の発現に結びついていることを明らかにするために、小脳スライスを用いin situでのDNA結合アッセイを行った。その結果、cGMPの刺激によってプルキンエ細胞に於いて特異的にAP-1結合活性が誘導され、AMPAとの共刺激によってそれが増幅されることが確認された。これは、これまでに観察されたjunBの発現パターンと良く一致している。また一方では、これらの最初期遺伝子によって発現が制御されている遺伝子を分離同定するために、プルキンエ細胞の初代培養系を確立し、上記のスライスを用いた実験と同様にcGMP-AMPAの共刺激下に於いてjunBが特異的に発現されることを観察した。現在、これらの研究を更に押し進め、AP-1結合活性の発現制御機構の解明及びされによって制御されている遺伝子のクローニングをめざし研究を進めている。

運動学習は小脳皮質に於いて行われていると考えられ、その基礎となる機構としては、プルキンエ細胞と平行線維間のシナプス伝達の可塑的変化、長期抑圧(LTD)が考えられている。今回の奨励研究においては、この小脳における運動学習の分子機構の解明を目指す一環として、長期抑圧に伴う遺伝子発現の制御機構の研究を行った。これまでの研究により、長期抑圧を引き起こす電気生理的な刺激はcGMPとAMPAによる薬理的な刺激に置き換えることが出来ること、さらにこの条件下では、プルキンエ細胞で最初期遺伝子のうちjunBおよびc-Fosが発現することが示されていた。そこで今回は、実際に単一のプルキンエ細胞でそれらが同時に発現しAP-1複合体を形勢して、新たな他の遺伝子の発現に結びついていることを明らかにするために、小脳スライスを用いin situでのDNA結合アッセイを行った。その結果、cGMPの刺激によってプルキンエ細胞に於いて特異的にAP-1結合活性が誘導され、AMPAとの共刺激によってそれが増幅されることが確認された。これは、これまでに観察されたjunBの発現パターンと良く一致している。また一方では、これらの最初期遺伝子によって発現が制御されている遺伝子を分離同定するために、プルキンエ細胞の初代培養系を確立し、上記のスライスを用いた実験と同様にcGMP-AMPAの共刺激下に於いてjunBが特異的に発現されることを観察した。現在、これらの研究を更に押し進め、AP-1結合活性の発現制御機構の解明及びされによって制御されている遺伝子のクローニングをめざし研究を進めている。