Otx2蛋白質によるマウス聴覚可塑性制御の分子基盤の解明

阐明Otx2蛋白调节小鼠听觉可塑性的分子基础

• 批准号: 19K18769
• 负责人: 枝松 緑
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K18769/
• 关键词: 神経科学; 聴覚

本研究では，聴覚可塑性におけるマスター遺伝子の最有力候補であるOtx2がどのような作用機序で可塑性を制御しているのか，その分子基盤を含めて解明することを目的としている。まず生後の聴覚野特異的なOtx2下流遺伝子の探索を行い，抽出された遺伝子を聴覚野へ導入し，可塑性への影響を指標にOtx2の下流遺伝子を同定することを目指す。哺乳類の脳機構は出生時は未熟であるが，生後の発達早期に自己の経験を通じて急速に発達する。この時期を臨界期と呼び，様々な外的刺激に応じて，神経回路は柔軟に形成・再構築され（経験依存的可塑性），成長と共にこの柔軟な神経の可塑性が失われていく。本研究が発展することにより，人工内耳治療やリハビリテーション領域に基礎的知見を提示できることのみならず，聴覚中枢の障害修復や，脳機能再建療法の開発へも繋がると考える。令和2年は前年度から継続して，臨界期が形成される前後ならびに臨界期中のマウス大脳皮質聴覚野の組織における遺伝子発現をRNA-Seq解析により比較することにより，生後発達依存的な遺伝子発現プロファイルの解析を行なった。また生後の聴覚可塑性におけるOtx2の役割を明らかにするため，Cre/loxPシステムによる時期特異的なOtx2欠損マウスを作製し，タモキシフェン投与時期の検討を行った。Otx2の下流で働く遺伝子の絞り込みを行うため，正常マウス聴覚野の遺伝子発現と網羅的比較解析を行い聴覚野の可塑性制御関連分子の絞込みを行った。

这项研究旨在阐明，包括其分子基础，即OTX2是听觉可塑性中最有可能的候选者OTX2的作用机理，可调节可塑性。首先，我们将在出生后搜索特定于听觉皮层的OTX2下游基因，然后将提取的基因引入听觉皮层，并使用对可塑性作为指示器的效果来识别OTX2的下游基因。哺乳动物的大脑机制在出生时不成熟，但通过出生后早期发育的经历迅速发展。这个时期称为关键时期，并且神经回路会因各种外部刺激（与经验依赖性的可塑性）响应而灵活形成和重建，并且随着它们的生长，这种柔性神经的可塑性就会丢失。这项研究的发展不仅会导致人工耳蜗治疗和康复领域的基础知识的发展，而且还将导致听觉中心中疾病的发展以及脑功能重建疗法的发展。从2020年的上一年开始，我们通过比较了关键时期形成之前和之后的小鼠脑皮质皮质听觉皮层和在关键时期内通过RNA-SEQ分析在关键时期之前和之后分析了产后依赖性基因表达谱。为了阐明OTX2在产后听觉可塑性中的作用，使用CRE/LOXP系统制备了定时特异性OTX2缺陷小鼠，并检查了他莫昔芬给药的时间。为了缩小OTX2下游作用的基因，我们对正常小鼠听觉皮层中基因表达和与听觉皮层可塑性控制相关的分子进行了全面的比较分析。