条件付け学習において刺激特異性を保証するメカニズムの解明

点击翻译按钮获取中文摘要

マウス嗅覚系において、嗅上皮に存在する嗅細胞では1,000種類以上もの嗅覚受容体の中から一種類の受容体を相互排他的に発現しており、空気中の匂い物質を検出している。さらに、同じ嗅覚受容体を発現する嗅細胞は、終脳前部の嗅球へと軸索を投射・収斂させ、糸球素子を形成する。この糸球において、一次神経細胞(嗅細胞)は数十の二次神経細胞(僧帽細胞)と接続しており、各僧帽細胞は単一の糸球応答、すなわち一種類の嗅覚受容体の情報を、中枢へと伝える。この糸球における接続特異性に着目し、嗅細胞が生涯再生するという特徴を生かして、糸球における接続特異性が変化しうるかどうかについて解析したいと考える。嗅細胞と僧帽細胞との接続の特異性を解析するために、特定の嗅細胞をラベルし、かつその嗅細胞を人為的になくすことができるトランスジェニックマウス(Aとする)を作製した(ライン化完了)。さらに、それに接続する僧帽細胞をラベルするために、遺伝子操作によってランダムに、かつ一部分をラベルするトランスジェニックマウスを作製している(インジェクション終了、ラインはまだ得られていない)。トランスジェニックマウスAに対して、ジフテリアトキシン腹腔投与すると、ラベルした嗅細胞を人為的になくすことができる。嗅細胞は生涯再生していることから、投与をやめるとまたラベルされた嗅細胞は再生してくる。つまり、このトランスジェニックマウスAを用いて特定の糸球を一時的になくすことができる。ラベルされた糸球に接続する僧帽細胞をラベルすることができれば、嗅細胞が一時的になくなったときに、僧帽細胞の挙動、すなわち、((1)縮嚇退するか、(2)別の糸球に接続するか、(3)他の糸球には接続せずにそのままか、を観察することができる。それによって、神経細胞の接続の特異性、あるいは可塑性(一度構築された接続特異性が可塑的に変化するかどうか)を観察することができる。