双極性障害モデル動物確立のための遺伝子改変動物における行動学的・生理学的検討

转基因动物的行为和生理研究，用于建立双相情感障碍模型动物

• 批准号: 15790644
• 负责人: 窪田 美恵
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15790644/
• 关键词: mitochondria; polymerase γ; calcium signaling; inositol 1,4,5-trisphosphate; hippocampus; G protein-coupled receptor; calcium imaging; patch clamp recording; ミトコンドリア; 双極性障害; カルシウムシグナリング; 代謝型グルタミン酸受容体; 小胞体; 電気生理学

双極性障害モデルマウス確立のため作製された脳内mtDNA変異蓄積マウスにおける細胞内Ca^<2+>制御機能を調べた。前年度までに海馬スライス標本を用いてアゴニスト刺激によるIP_3産生を介したCa^<2+>動態を記録した。その結果、mtDNA変異蓄積マウスでは野生型マウスに比べCa^<2+>上昇がおこりにくい傾向があった。mtDNA変異蓄積のオルガネラレベルへの影響を直接的に探索するため、以下の実験系を確立した。mtDNA変異蓄積マウス前脳をホモジナイズし、ショ糖密度勾配法によりミトコンドリア分画を単離した。ミクロセル内にて既知濃度のCa^<2+>液を加え、ミトコンドリアによるCa^<2+>とりこみ能を観察した。ミトコンドリアは膜内外のプロトン濃度勾配を使って駆動するCa^<2+>ユニポーターにより、内膜側へCa^<2+>をとりこむことが知られている。また、そのときの膜電位差の消失に伴ってmPTP開口が引き起こされる。Ca^<2+>とりこみ速度、およびCa^<2+>液のくりかえし投与後に引き起こされるmPTP開口までの必要量を閾値量として測定した。その結果、ミトコンドリアDNAにコードされる蛋白質(Complex I)を含む一連の電子伝達系を動かす基質であるグルタミン酸を用いた場合にはmtDNA変異蓄積マウスで取り込み速度の亢進が観察された。一方、核遺伝子にコードされる蛋白質のみから構成されるComplex IIの基質となるコハク酸を用いて測定したところ、取り込み速度、およびmPTP開口の閾値は野生型と同様であった。なお、膜電位感受性色素JC-1で染色した結果からは変異マウスにおける膜電位低下は認められず、組織標本での活性染色像からも、特にComplex I活性低下は認められなかった。これらのことからmtDNA変異を起因とした神経細胞のCa^<2+>代謝変化は各ミトコンドリアにおけるCa^<2+>とりこみ能亢進によると示唆された。

The established role of the bipolar barrier is to regulate the intracellular Ca^<2+> control function caused by the abnormal accumulation of mtDNA in the cell. In the past year, the hippocampus was stimulated by IP_3 and Ca^<2+> was recorded. As a result, mtDNA accumulation tends to increase compared to wild-type Ca^<2+>. The effects of mtDNA heterogenesis were explored directly and the following systems were established. The mtDNA gene was isolated by the method of DNA density matching. The Ca^<2+> concentration in the solution is known to be increased, and the Ca^<2+> concentration in the solution is detected. The concentration of Ca^<2+> in and out of the membrane is adjusted to make it possible to change the concentration of Ca^<2+> in the membrane and Ca^<2+> in the membrane. The membrane potential difference disappears, and the mPTP opening starts. Ca^<2+>, Ca^<2+>, Ca ^<2 + As a result, mtDNA accumulation and protein (Complex I), which contains a chain of electron transfer systems, was detected when mtDNA was used. The protein composition of Complex II was determined by the method of protein synthesis, protein synthesis and protein synthesis. The membrane potential-sensitive pigment JC-1 is stained with a low membrane potential and an active Complex I. The cause of mtDNA variation is Ca^<2+> metabolism in neurons.