光活性化型陽イオンチャネル、チャネルロドプシン2を用いた脳機能解析

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これまでに、神経ペプチドPACAPの遺伝子欠損マウス等を用いこ解析や臨床遺伝学的関連研究等により、PACAPシグナル系が精神機能を調節することや、この分子基盤として中枢セロトニンシグナル系の変調が関与する可能性を見出している。しかしながら、その詳細な分子メカニズムや病態的意義は依然不明である。本研究では、これまでに確立した研究リソースを基盤とし、オプトジェネティクスの手法を導入して、精神機能の調節機構を解明することを目指し研究を進めている。平成25年度は以下の結果を得た。1) 昨年度に作製済みである神経の活性化を条件的に制御可能にするノックインマウスと交配を行うために、PACAP神経細胞に特異的にCreリコンビナーゼを発現するPACAP-Creマウスの作製に向けて、マウスゲノムからサブクローニングしたPACAP遺伝子のプロモーター領域とCreリコンビナーゼの配列を組み合わせたベクターを作製した。2) 当研究室で独自に開発した多能性幹細胞からのセロトニン神経細胞分化誘導法を用いて、昨年度に同定したセロトニン神経細胞に特異的に発現するマイクロRNAに関して、実際にマウス背側縫線核領域に、特異的に発現が高いことをリアルタイムPCR法により確認し、in situ hybridization法を用いてTph2陽性のセロトニン神経細胞に発現していることを見出した。3) 上述のセロトニン神経細胞分化誘導の機構を明らかにする目的で、培養過程で分化誘導される神経幹細胞に発現するマイクロRNAの網羅的な発現解析を行った結果、セロトニン神経分化誘導法で誘導した神経幹細胞には特異的なマイクロRNAの発現が認められ、神経幹細胞の段階で既に一部のmiRNAの発現プロファイルが変化しており, 5-HT神経分化の指向性が惹起される可能性が示唆された。