ゼブラフィッシュを用いた嗅覚神経回路形成の分子メカニズムの解析

利用斑马鱼分析嗅觉神经回路形成的分子机制

基本信息

批准号：
14780615
负责人：
宮坂信彦
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度までに樹立したトランスジェニックゼブラフィッシュ(嗅細胞軸索をGFP誘導体で可視化したもの)を軸索ガイダンスリセプターであるRobo2の機能欠損変異体(astray)と交配し、軸索の伸長過程を詳細に解析することで、嗅細胞軸索の糸球特異的投射の分子機構について以下の知見を得た。1.Robo2は発生初期の嗅上皮に一過的に発現し、その機能欠損変異体astrayでは初期の嗅細胞軸索が本来の経路からそれて嗅球以外の脳の領域に侵入する。2.Robo2のリガンドである軸索反発性因子Slitはゼブラフィッシュでは4種類存在し、それぞれ異なる発現パターンを示すが、それらはすべて嗅細胞軸索の伸長経路を取り囲むように局在している。3.内在性のSlit濃度勾配を打ち消すために、ヒートショックプロモーター用いてSlit2を体全体で強制発現させると、嗅細胞軸索はastray変異体と類似の投射異常を示す。すなわち、発生初期の嗅細胞軸索が本来の経路からそれて嗅球に正しく到達することができずに脳の他の領域に侵入する。4.astray変異体の稚魚では、嗅細胞軸索が投射する嗅球内の糸球前駆体の形成が不全である。5.嗅細胞は神経細胞の中でも例外的に生涯を通じて新生するにもかかわらず、astray変異体の発生初期の投射異常はその後の成熟過程で修復されず、成魚でも嗅上皮と嗅球を結ぶ神経配線様式に異常が認められる。これらの知見は、Robo-Slitシグナルが発生初期の嗅細胞軸索を正しく嗅球へと導くために必須であることを示すと共に、「発生初期の神経接続が、正しい神経ネットワーク構築のための"足場"となる」という概念を支持するものである。

通过将转基因斑马鱼（用嗅觉细胞轴突的GFP衍生物可视化）建立到上一年，并以功能缺陷的突变体（误入歧途）的轴突引导受体ROBO2，并对轴突伸长过程进行了详细的分析，我们对Olfactory Olfactory Olfactory of Olfactory的分子机制进行了以下发现。 1。ROBO2在发育的早期阶段在嗅觉上皮中瞬时表达，并在其缺乏突变的突变体中，早期的嗅觉细胞轴突偏离原始途径，并进入嗅球以外的其他脑区域。 2。在斑马鱼中有四种类型的轴突排斥因子缝隙，一种用于Robo2的配体，每种配体显示不同的表达模式，但它们均被定位为围绕嗅觉细胞轴突的延伸途径。 3。为了抵消内源性裂隙浓度梯度，使用热激启动子在整个体内强迫表达SLIT2将显示出类似于误差突变体的投影异常。换句话说，早期的嗅觉细胞轴突偏离了原始途径，无法正确到达嗅球并进入大脑的其他区域。 4。在误差突变少年中，嗅球轴突预测的嗅球内的肾小球前体的形成是不足的。 5。尽管在神经元中，嗅觉细胞在整个生命中都异常新，但在随后的成熟过程中，未修复误差突变体早期的投影异常，并且在嗅觉上表上皮和嗅觉灯泡的神经接线方式中，异常的投影异常也是在成人鱼类中的。这些发现表明，机器人闭合信号对于正确领导早期发育嗅觉细胞轴突至嗅球至关重要，并支持“早期发育神经连接成为“脚手架”，以构建正确的神经网络”。