Development of a chemogenetic activation tool by using a novel ligand-dependent ionotropic receptors

我々の研究グループは、これまでに昆虫の興奮性イオン透過型受容体 (ionotropic receptors/IRs) を利用して目的の神経細胞種の活動を選択的に促進させる新規の化学遺伝学技術 (IR-mediated neuronal activation/IRNA) を開発し、フェニル酢酸に高親和性を持つIR84a受容体とその共役受容体であるIR8a受容体からなる複合体を利用した。本研究では、新規のリガンドとしてプロピオン酸に反応するIR75aとIR8a複合体を利用し、線条体ニューロンをモデルに研究を進め、異なるリガンドを用いて複数の神経細胞種の機能を時間・空間的により精密に制御するIRNA技術を確立することを目的とした。本年度は、培養細胞系におけるIR75a/IR8a複合体の反応性の検証するために、レンチウィルスベクターを用いてIR75aとIR8aを共発現する実験系の構築を試みた。受容体発現の検出のために、IR75aについては、シグナルペプチド（推定領域）をヒトカルシニューリンのシグナルペプチドに置換し、EGFPとIR75a成熟タンパク質を融合し、2Aペプチドを介してHAタグを付加したIR8aに連結した。このベクターを HEK293T 細胞あるいは神経芽細胞種 NG108細胞に遺伝子導入し、両者の受容体の発現を免疫組織化学により確認した。最初に選択したシグナルペプチドをヒトカルシニューリンのシグナルペプチドに置換した際は、ほとんど受容体の発現が観察されなかった。そのためシグナルペプチドをより長めに設定し、その領域をカルシニューリンのシグナルペプチドに置換することにより発現量を増加させることに成功した。

我々の研究グループは、これまでに昆虫の興奮性イオン透過型受容体 (ionotropic receptors/IRs) を利用して目的の神経細胞種の活動を選択的に促進させる新規の化学遺伝学技術 (IR-mediated neuronal activation/IRNA) を開発し、フェニル酢酸に高親和性を持つIR84a受容体とその共役受容体であるIR8a受容体からなる複合体を利用した。本研究では、新規のリガンドとしてプロピオン酸に反応するIR75aとIR8a複合体を利用し、線条体ニューロンをモデルに研究を進め、異なるリガンドを用いて複数の神経細胞種の機能を時間・空間的により精密に制御するIRNA技術を確立することを目的とした。本年度は、培養細胞系におけるIR75a/IR8a複合体の反応性の検証するために、レンチウィルスベクターを用いてIR75aとIR8aを共発現する実験系の構築を試みた。受容体発現の検出のために、IR75aについては、シグナルペプチド（推定領域）をヒトカルシニューリンのシグナルペプチドに置換し、EGFPとIR75a成熟タンパク質を融合し、2Aペプチドを介してHAタグを付加したIR8aに連結した。このベクターを HEK293T 細胞あるいは神経芽細胞種 NG108細胞に遺伝子導入し、両者の受容体の発現を免疫組織化学により確認した。最初に選択したシグナルペプチドをヒトカルシニューリンのシグナルペプチドに置換した際は、ほとんど受容体の発現が観察されなかった。そのためシグナルペプチドをより長めに設定し、その領域をカルシニューリンのシグナルペプチドに置換することにより発現量を増加させることに成功した。