脊髄内歩行リズム神経回路網の発生機構の解析

椎管内步行节律神经网络的发育机制分析

• 批准号: 04J02341
• 负责人: 鹿本 希世美 (中山 希世美)
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J02341/
• 关键词: 脊髄; マウス; 発達; KCC2; エレクトロポレーション; GABA; 胎児

研究代表者は以前の研究で、歩行運動様リズムを形成する脊髄内神経回路網に関して、GABAおよびグリシンを介した興奮性のシナプス入力がその発達期に一過性に見られることを示した。このような胎生期の脊髄におけるGABAおよびグリシンの興奮性は、細胞内Clイオンを細胞外に汲み出すK^+-Cl^- cotransporter isoform 2 (KCC2)の発現が発生初期の細胞では少ないために起こることが知られている。本研究では、発達期のGABAおよびグリシンによる興奮性を抑え、神経回路の形成におけるこれら興奮性応答の役割を明らかにすることを目的に、分子生物学的手法を用いて脊髄内ニューロンにおけるKCC2の発現レベルを変更し、発達期の神経ニューロンにおける影響を調べた。歩行運動の神経回路網が形成される時期のマウス胎児の脊髄中心管に、KCC2遺伝子を組み込んだGFP発現プラスミドベクターを子宮外から微少ガラス管を用いて注入し、エレクトロポレーションによって、分裂過程にある脊髄ニューロンにKCC2遺伝子を導入した。遺伝子導入の2日後に脊髄を摘出し、免疫染色を行ったところ、GFPを発現している細胞でKCC2の発現も同時に見られた。さらに、このようにKCC2を強制発現させたニューロンにおいて、グラミシジン穿孔パッチクランプレコーディングを行ったところ、KCC2を強制発現させたニューロンでは、GFPのみを発現させたニューロンに比べて、GABA投与時の反転電位が30mV過分極側にシフトしていた。これらのKCC2を強制的に発現させたニューロンとGFPのみを発現させたニューロンについて、細胞体の大きさ、細胞体から出ている神経突起の数および長さを比較したところ、いずれの値にも有意な差は見られなかった。そこで、脊髄ニューロンの中でも限局した細胞にのみKCC2を発現させることでより詳細な比較をするために、運動ニューロン特異的な転写因子であるHb9の下流にKCC2を醜置するプラスミドの作成を行った。

The research representative stated that in previous research, he saw a transient period of excitement and stimulation through GABA and hormones related to the neural circuit network in the spine formed by walking exercise. The expression of GABA and C_2 in the embryonic stage of the cell is mainly due to its excitability, intracellular Cl ~(2 +) and extracellular Cl ~(2 +). This study aims to investigate the effects of molecular biology on the development of KCC2 in the brain, including the inhibition of excitability and the development of neurocircuitry. During the formation of the neural circuit network of walking movement, the KCC2 gene is incorporated into the spinal central tube of the fetus, and the GFP gene is produced in the uterus. The KCC2 gene is introduced into the spinal central tube during the process of fission. Two days after the gene was introduced, the protein was extracted, immunostained, and GFP was detected in KCC2 cells. KCC2 is stressed to be present in the field, GFP is stressed to be present in the field, and GABA is stressed to be present in the field at a voltage of 30mV. KCC2 stress occurs when the cell body is large and when the cell body is small, the number of neuroprocesses is large and long. In addition, KCC2 can be detected in the middle of the spinal cord, and KCC2 can be detected in the lower part of the spinal cord.

项目成果

Rhythmic motor activity in thin transverse slice preparations of the fetal rat spinal cord.

• DOI: 10.1152/jn.01029.2003
• 发表时间: 2004-07
• 期刊: Journal of neurophysiology
• 影响因子: 2.5
• 作者: K. Nakayama;H. Nishimaru;N. Kudo

Promoter-driven transient overexpression of KCC2 suppresses depolarizing action of GABA in fetal mouse spinal cord.

启动子驱动的 KCC2 瞬时过表达抑制胎儿小鼠脊髓中 GABA 的去极化作用。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Neuroscience Reserch (Supplement) 29
• 作者: Nakayama;K.;Okamura;Y.
• 通讯作者: Y.

Mouse Burst Spinal Cord During Early Fetal Period.

小鼠在胎儿早期脊髓破裂。

• 发表时间: 2004
• 期刊: The Japanese Journal of Physiology (Supplement) 54
• 作者: Nakayama;K.;Nishimaru;H.;Kudo;N.
• 通讯作者: N.

Tight junctions in Schwann cells of peripheral myelinated axons: a lesson from claudin-19-deficient mice.

• DOI: 10.1083/jcb.200501154
• 发表时间: 2005-05-09
• 期刊: The Journal of cell biology
• 作者: Miyamoto T;Morita K;Takemoto D;Takeuchi K;Kitano Y;Miyakawa T;Nakayama K;Okamura Y;Sasaki H;Miyachi Y;Furuse M;Tsukita S
• 通讯作者: Tsukita S