小脳の機能発達に関わる機能分子の分子神経生物学的研究

参与小脑功能发育的功能分子的分子神经生物学研究

基本信息

批准号：
08271209
负责人：
古市貞一
金额：
$ 1.09万
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：
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

1.小脳皮質の神経回路網は多数の傍矢状断方向の「微小帯域」に区分され、これらと対応する前庭核や小脳核とともに小脳の機能単位を構成すると考えられている。しかし、この様な機能モジュールが如何にして機能発達するのかについては謎である。我々は、小脳がストライプ状にX-gal染色されるlacZ遺伝子発現トランスジェニックマウス系統を樹立した。このストライプは、傍矢状断方向に帯状に分布する(parasagittal zone)特定のプルキンエ細胞(PC)サブセットのみでlacZ発現がONになるために起こるもので、機能モジュールを構成するPCの遺伝子発現の特性を反映していると考えられる。この遺伝子発現の不均一さは胎生期のPCに既に内在性する特性で、早くからゾーンを構成していることが明らかとなった。ストライプは正中で左右対称の対のゾーン群から構成される。同じゾーン内における発現PCの密度と個々のPCの発現レベルはほぼ同じであるが、発現PCのゾーン内での位置には局在パターンの傾向はあるものの厳密さはない。従って、遺伝子発現はゾーン内における発現PC数(正確には密度)として全体的に調節されており、ゾーン内における個々の発現PCの位置としての厳密な調節はないらしい。これらのことから、胎生から生後発達期にかけて発生するPCサブセットにおける遺伝子発現のゾーン形成は、小脳の機能モジュールの発達の制御と何らかの関係が示唆される。2.マウス小脳の神経回路の機能発達の分子メカニズムには不明な点が多い。これらに関わる機能分子を探索するため、マウス小脳の生後発達期の各ステージ(E18、P0、P3、P7、P12、P15、P21、adult)でDifferential Display法によるRT-PCRを行った。約2500種類のPCR産物の解析から、各ステージ(early、middle、late)に特徴的な発現パターンを示す135種類の遺伝子を検出した。さらにNorthern blot hybridizationやRT-PCR解析をすることで、小脳の機能発達のタイムテーブルに沿ってカタログ化した。これまでに塩基配列を決定した27種類のうち、13種類はDNA databankに登録された既知のものであったが、残りの14種類は未登録のものであった。現在、未登録の全長のcDNAクローニング解析と、まだ塩基配列を決定していないものの解析を進めている。

1. 小脑皮质的神经网络分为许多矢状旁“微带”，这些微带与相应的前庭核和小脑核一起被认为构成了小脑的功能单位。然而，这些功能模块如何发挥其功能仍然是个谜。我们建立了表达 lacZ 基因的转基因小鼠品系，其中小脑被 X-gal 染色为条纹。出现这种条纹的原因是lacZ表达仅在分布于矢状旁区的特定浦肯野细胞(PC)亚群中开启，并且构成功能模块的PC基因的表达受到影响，这被认为反映了该特征。很明显，这种基因表达的异质性已经是胚胎 PC 的固有特征，并且它们从早期就形成了区域。条纹由关于中线对称的成对区域组成。同一区域内表达的PC的密度和单个PC的表达水平几乎相同，但尽管区域内表达的PC的位置存在定位模式的趋势，但并不严格。因此，基因表达作为区域内表达的 PC 的数量（更准确地说，密度）进行全局调节，并且似乎并不作为区域内个体表达的 PC 的位置进行严格调节。这些发现表明，从胚胎到出生后发育过程中发生的PC亚群基因表达区的形成与小脑功能模块发育的控制有一定关系。 2. 小鼠小脑神经回路功能发育的分子机制尚不清楚。为了寻找参与这些的功能分子，使用差异显示方法在小鼠小脑出生后的每个发育阶段（E18、P0、P3、P7、P12、P15、P21和成年）进行RT-PCR。通过对约2,500种PCR产物的分析，检测到135种基因，显示出每个阶段（早期、中期、晚期）特征的表达模式。此外，通过进行 Northern blot 杂交和 RT-PCR 分析，我们对小脑功能发育的时间表进行了编目。迄今为止，在已确定核苷酸序列的27个物种中，有13个是已知的并已在DNA数据库中注册，其余14个尚未注册。目前，我们正在对未注册的全长cDNA进行克隆分析，并对核苷酸序列尚未确定的cDNA进行分析。