WGAトランスジーン技術を用いた機能的神経回路形成・維持・可塑的壁化過程の解析

使用 WGA 转基因技术分析功能性神经回路的形成、维护和塑性墙过程

基本信息

批准号：
13035058
负责人：
吉原良浩
金额：
$ 4.29万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
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：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

私たちは、古くから用いられてきた植物レクチンによる神経解剖学的トレーシング技術を最新の発生工学的トランスジェニック技術と融合させて、経シナプス性に特異的神経回路網を可視化する新手法を開発した。これは小麦胚芽レクチン(WGA)遺伝子をトランスジーンとして特異的プロモーターの制御下に特定のタイプのニューロンで強制発現させることによって、産生されたWGA蛋白質がシナプスを介して2次ニューロンへ、さらには3次ニューロンにまで輸送され、機能的神経回路を可視化できるという技術である。これまでにこの手法を用いて、マウス小脳遠心性経路、嗅覚経路およびショウジョウバエ視覚経路の選択的可視化に成功した。当研究課題においては本技術をさらに様々な神経システムに応用するとともに、より詳細な機能的神経回路の可視化を目指した。具体的には(1)WGA発現組換えアデノウイルスベクターシステムの確立、(2)Cre/loxPシステムによるコンデイショナルWGA発現マウスの作製、(3)視覚経路選択的可視化トランスジェニックマウスの作製に成功した。以上のように、WGAトランスジーンを用いる本実験技術は脳研究に有用な様々な実験モデル動物に有効であり、あらゆる神経システムに応用可能な手法であると考えられる。また本研究期間中にGFPなどの蛍光蛋白質とWGAを融合させた分子をニューロンで発現させ、生きたままで特定の神経回路をラベルできるような新手法の開発に着手することができた。これが成功し、異なった機能的神経回路を異なった色の蛍光蛋白質で可視化できれば、神経科学分野における革新的技術になると考えられる。

我们开发了一种新方法，通过将长期的神经解剖学技术与植物凝集素相结合，以可视化透射性特异性神经网络，这些神经网络与植物凝集素相结合，这些技术已与最新的开发工程转基因技术一起使用。这是一项技术，在该技术中，在特定启动子的控制下，小麦胚芽（WGA）基因被迫在特定类型的神经元中以特定类型的神经元作为转基因表达，从而使产生的WGA蛋白可以通过突触传输到次级神经元甚至三级神经元，使功能性神经环流传输，从而使功能性神经环节可视化。该技术已被用于成功地选择性地可视化小鼠小脑辐射，嗅觉和果蝇视觉途径。在本研究主题中，我们旨在将该技术进一步应用于各种神经系统，并更详细地可视化功能性神经回路。具体而言，我们成功创建了（1）建立表达WGA的重组腺病毒矢量系统，（2）使用CRE/LOXP系统的条件WGA创建小鼠，以及（3）视觉途径选择性可视化转基因转基因小鼠。如上所述，这种使用WGA转基因的实验技术在有用的各种实验模型中有效，被认为是可以应用于任何神经系统的方法。在这一研究期间，我们能够开始开发一种新方法，该方法允许将GFP和其他荧光蛋白与WGA与神经元中的WGA融合在一起，从而使特定的神经回路被标记。如果这是成功的，并且可以使用不同颜色的荧光蛋白可视化不同的功能性神经回路，那么它可能会成为神经科学领域的创新技术。