機能的な神経回路網を可視化する技術の開発と応用

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従来の神経軸索路標識法には限界があり、空間的に高精度の標識やtrans-synapticな標識は困難である。また標識によって得られた回路の構造が機能的で、情報が流通しているか判別することができない。本研究ではマウス神経系において、機能的な神経回路をtrans-synapticに標識し可視化する技術を開発している。機能的な神経回路を標識するために、細胞膜への局在を可能とする複数のペプチドタグを付加した様々な蛍光性蛋白質の遺伝子を作成し、その発現が神経細胞活動(neuronal activity)に応答するプロモーターによって調節される構築を作製した。神経細胞活動に応答するプロモーターはNGFなどの成長因子の添加によっても発現を誘導するので、この性質を利用して構築遺伝子の発現誘導効率をin vitroでスクリーニングした。構築遺伝子を神経系の細胞株であるPC12細胞にtransfectionし、NGF存在下および非存在下の状態における蛍光性蛋自質の発現量を測定し、比較検討および改良し、発現誘導効率が大きく、非特異的発現が少ない構築を選択した。現在、これらの遺伝子を用いてtransgenic miceを作成している。transgenic miceの作成が終了した後に神経細胞活動性誘発による蛍光性蛋白質の発現誘導をin vivoにおいて検討し、機能的な神経回路のtrans-synapticな連なりを可視化するための刺激条件を求め、技術を確立する。