小脳プルキンエ細胞特異的グルタミン酸受容体欠損ミュータントマウスの運動学習

小脑浦肯野细胞特异性谷氨酸受体缺陷突变小鼠的运动学习

基本信息

批准号：
08878158
负责人：
平野丈夫
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

小脳プルキンエ細胞のみで発現している蛋白であるイオノトロピックグルタミン酸受容体のdelta2サブユニットは、運動学習の細胞レベルの基礎過程と考えられている小脳長期抑圧の発現に必用である。私たちはこれまで、このdelta2サブユニットを欠損したミュータントマウスについて解析を行い、このマウスでは小脳長期抑圧が発現せず、運動障害があることを示した。また、内耳を破壊しその後の行動の変化を調べる実験を行い、delta2欠損ミュータントは野性型マウスと比較して、内耳破壊後の動的な平衡機能回復が劣っているという結果を得た。これは、delta2欠損ミュータントマウスの運動学習能力に欠陥があることを示している。このミュータントマウスの運動学習障害をより定量的に解析するために、頭部回転による視野のブレを補正する前庭動眼反射の視野による適応性学習能力を測定することをめざし、まず前庭動眼反射を自動的に計測できるようなシステム作りを試みた。DCサーボモーターを使用してコンピューターで制御できるマウス用の回転台を作製した。この回転台の上に赤外線LEDと赤外線感受性CCDカメラを取り付け、ビデオキャプチャーボードを用いて、マウスの眼球の画像をコンピューターに取り込んだ。マウスの回転台への固定は、頭骨上にアルミニウム性のプラットフォームをデンタルセメントで取り付けることにより行った。眼球の画像を2値化した後、瞳孔を楕円近似し、その中心の位置・長径・短径より眼球の回転角度を求めた。また、回転台の回転速度および位置は、各速度センサーを用いて検出した。暗所で前庭動眼反射を測定する際には、縮瞳剤を用いて、瞳孔の楕円近似が容易にできるようにした。この方法により、マウスの前庭動眼反射を安定して容易に測定できるようになった。

离子型谷氨酸受体的Delta2亚基是一种仅在小脑Purkinje细胞中表达的蛋白质，对于表达长期小脑抑制的表达至关重要，这被认为是运动学习的基本细胞过程。我们以前已经分析了缺乏该delta2亚基的突变小鼠，并表明长期的小脑抑制并未在这只小鼠中表现出来，并且有运动障碍。此外，我们进行了实验以破坏内耳并研究随后的行为变化，并发现与野生型小鼠相比，Delta2缺陷的突变体在破坏内耳后平衡的动态恢复较低。这表明DELTA2缺陷突变小鼠的运动能力有缺陷。为了更定量地分析突变小鼠的运动障碍，我们首先尝试创建一个可以自动测量前庭眼反射的系统，目的是通过视野来测量自适应学习能力，这纠正了由头部旋转引起的视觉波动。使用直流伺服电机为鼠标创建了计算机控制的旋转表。将红外LED和红外敏感的CCD摄像头连接到旋转平台上，并使用视频捕获板将鼠标眼球的图像捕获到计算机中。通过将铝制平台连接到牙科水泥上，将鼠标固定在旋转平台上。将眼球的图像进行分配后，通过椭圆近似近似瞳孔，并根据中心的位置，主要直径和次要直径确定眼球的旋转角度。此外，使用相应的速度传感器检测到旋转台的旋转速度和位置。当测量黑暗中的前庭眼反射时，使用MIOSIS剂来促进学生的椭圆形近似。这种方法使得可以轻松，稳定地测量小鼠的前庭眼反射。