小脳神経回路形成におけるNMDA受容体の機能解析

NMDA受体在小脑神经回路形成中的功能分析

• 批准号: 07279213
• 负责人: 森 寿
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07279213/
• 关键词: 神経回路形成; NMDA受容体チャネル; ε2サブユニット; 標的遺伝子組換え; シナプス可塑性; バレレット構造; LTD

本年度の研究では標的遺伝子組換えの手法を用い、NMDA受容体チャネルε2サブユニットを不活性化したマウスを作成し、固体レベルでε2サブユニットの機能解析を行った。まず、ε2サブユニットの標的遺伝子組換えベクターを作成し、胚性幹細胞に導入し相同組換えを起こした細胞株を樹立した。この細胞をもとにキメラマウスを作成し、交配によりε2サブユニットを不活性化したマウス〔ε2(-1-)マウス〕を作出した。ε2(-1-)マウスは哺乳反射行動が観察されず出生後24時間以内に死亡した。人工的にミルクを胃内に与えると、このマウスを2-3日間生存させることが可能であり、以下の解析を行った。形態学的解析により、ε2(-1-)マウスと正常マウスとの脳形態における差は光顕レベルでは検出されなかった。ε2(-1-)マウスで障害の観察された哺乳行動には、脳幹三叉神経核(BSTC)が関与していると考えられている。正常マウスでは、BSTCにおいて、それぞれの髭の空間的配置に対応した三叉神経軸索の樽様構造(バレレット構造)が形成されるが、ε2(-1-)マウスにおいては明瞭なバレレット構造が観察されなかった。さらに三叉神経軸索の集積化も観察されなかった。これらの結果からε2(-1-)マウスではBSTCにおけるシナプス形成の精緻化に障害があることが明らかとなった。さらに、電気生理学的解析では、ε2(-1-)マウスの海馬でNMDA受容体のチャネル活性が検出されず、またシナプス可塑性を示す長期抑圧(LTD)も観察されなかった。このことからε2サブユニットは海馬におけるシナプス可塑性にも関与することが示された。以上の結果はシナプス形成の精緻化とシナプス可塑性が同一のNMDA受容体チャネルε2サブユニットにより担われている可能性を強く示唆するものである。

在今年的研究中，我们利用靶向基因重组技术创造了NMDA受体通道ε2亚基失活的小鼠，并在个体水平上分析了ε2亚基的功能。首先，我们创建了针对ε2亚基的基因重组载体，将其导入胚胎干细胞，并建立了发生同源重组的细胞系。基于这些细胞创建嵌合小鼠，并通过交配创建ε2亚基失活的小鼠[ε2(-1-)小鼠]。 ε2(-1-)小鼠没有表现出哺乳反射行为，出生后24小时内死亡。通过人工将牛奶喂入胃中，可以使这些小鼠存活2-3天，并进行以下分析。形态学分析显示ε2(-1-)小鼠与正常小鼠的脑形态在光镜水平上没有差异。脑干三叉神经核 (BSTC) 被认为与观察到的 ε2(-1-) 小鼠哺乳行为受损有关。在正常小鼠中，BSTC中形成与每个胡须的空间排列相对应的三叉神经轴突的桶状结构（barretto结构），但在ε2(-1-)小鼠中，观察到清晰的桶状结构。没有完成。此外，没有观察到三叉神经轴突的积累。这些结果表明ε2(-1-)小鼠在BSTCs突触形成的精细化方面存在缺陷。此外，电生理分析没有检测到ε2(-1-)小鼠海马中的NMDA受体通道活性，也没有观察到表明突触可塑性的长期抑制(LTD)。这表明ε2亚基也参与海马突触可塑性。这些结果强烈表明，突触形成和突触可塑性的形成是由相同的 NMDA 受体通道 ε2 亚基介导的。

项目成果

Kutsuwada T et al.: "Jmpairment of suckling response,trigeminal reural pattern formation and hippocampal LTD in NMDA receptor ε2 subunit mutant mice" Neuron. (in press).

Kutsuwada T 等人：“NMDA 受体 ε2 亚基突变小鼠中哺乳反应、三叉神经模式形成和海马 LTD 的损伤”Neuron（正在出版）。

Mori,H.and Mishina,M.: "Structure and function of the NMDA receptor channel." Neuropharmacology. 34. 1219-1237 (1995)

Mori,H. 和 Mishina,M.：“NMDA 受体通道的结构和功能。”

Morita T.et al.: "Differential expression of two zebrafish emx homeoprotein mRNAs in the developing brain" Neurosci,Lett.198. 131-134 (1995)

Morita T.et al.：“发育中大脑中两种斑马鱼 emx 同源蛋白 mRNA 的差异表达”Neurosci，Lett.198。