コンディショナル・ノックアウトマウスを用いた運動学習の分子機構解析

条件敲除小鼠运动学习的分子机制分析

• 批准号: 13041014
• 负责人: 森 寿
• 金额: $ 4.61万
• 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: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13041014/
• 关键词: コンディショナル・ノックアウト; グルタミン酸受容体; 運動学習; 遺伝子組み換え酵素Cre; NMDA受容体; GluRδ2; 遺伝子組み換え酵素FLP

本研究は、運動学習に関わる小脳皮質および線条体の特定神経細胞においてシナプス機能分子の遺伝子欠損を誘導するコンディショナル・ノックアウトマウスを作成し運動学習行動に与える影響を解析することにより、運動学習に関わる神経細胞や神経回路の役割および分子機構を解明する事を目的とした。標的分子として、学習行動の制御において中心的役割を担うと考えられるNMDA型グルタミン酸受容体(GluR)チャネルサブユニット、および小脳プルキンエ細胞特異的に発現しシナプス形成とシナプス可塑性の中心分子と考えられるGluRδ2サブユニットに焦点を絞りマウス系統の作成を行い、目的のマウス系統を得た。これらのマウスでは予想されたように脳部位特異的遺伝子欠損が確認されたので、現在表現型の解析を進めている。さらに以下の一連の成果を得て論文発表を行った。1)小脳プルキンエ細胞特異的GluRδ2KOマウスでは、瞬目反射条件付けを用いた学習学習課題のうち、条件刺激と非条件刺激が重なる課題ができない一方、これらの刺激が重ならない課題は学習可能であった。GluRδ2KOマウスで可能であった学習はスコポラミン投与で阻害されること、海馬の破壊により障害されることを見い出し、小脳可塑性が障害されたマウスにおいて海馬が重要な機能を果たしていることが結論された。2)ES細胞を用いたコンディショナルな標的遺伝子組み換えマウスにおいては、細胞選択時に用いた薬剤耐性遺伝子を除去する必要がある。個体レベルで薬剤耐性遺伝子を除去する為に、導入薬剤耐性遺伝子に組み換え酵素FLPの認識配列FRTを導入すると共に,生殖細胞系列でFLPを発現するマウスを作成し、個体レベルでの薬剤耐性遺伝子の除去が高効率で可能であることを示した。3)新たなゴルジ体特異的蛋白を同定し、発現分布を明らかにした。

在本研究中，我们创建了条件敲除小鼠，诱导小脑皮层和纹状体中参与运动学习的特定神经元中突触功能分子的基因缺失，并分析了其对运动学习行为的影响，旨在阐明其作用和分子机制。所涉及的神经元和神经回路。目标分子包括 NMDA 型谷氨酸受体 (GluR) 通道亚基（被认为在控制学习行为中发挥核心作用）和 GluRδ2（在小脑浦肯野细胞中特异性表达，被认为是突触形成的中心分子）我们创建了一个专注于亚基的小鼠品系，并获得了所需的小鼠品系。正如预期的那样，在这些小鼠中证实了大脑区域特异性基因缺陷，目前正在进行表型分析。此外，我们还获得了以下结果并发表了论文。 1) 小脑浦肯野细胞特异性 GluRδ2KO 小鼠无法执行使用眨眼反射条件反射的学习任务中条件刺激和非条件刺激重叠的任务，但能够学习这些刺激不重叠的任务。他们发现，GluRδ2KO 小鼠的学习能力会受到东莨菪碱的抑制，并因海马体的破坏而受损，因此得出的结论是，海马体在小脑可塑性受损的小鼠中发挥着重要的功能。 2）在使用ES细胞的条件靶向转基因小鼠中，有必要去除细胞选择过程中使用的耐药基因。为了在个体水平上消除耐药基因，我们将重组酶FLP的识别序列FRT引入到导入的耐药基因中，并创建了在种系中表达FLP的小鼠，结果表明可以高效去除。 。 3）我们鉴定了一种新的高尔基体特异性蛋白并阐明了其表达分布。

项目成果

Takatsuki et al.: "Scopolamine impairs eyeblink conditioning in cerebellar LTD-deficient mice"NeuroReport. 13. 159-162 (2002)

Takatsuki 等人：“东莨菪碱会损害小脑 LTD 缺陷小鼠的眨眼调节”NeuroReport。

Takatsuki et al.: "The hippocampus plays an important role in eyeblink conditioning with a short trace interval in glutamate receptor subunit δ2 mutant mice"Journal of Neuroscience. 23. 17-22 (2003)

Takatsuki 等人：“海马体在谷氨酸受体亚基 δ2 突变小鼠的短痕迹间隔眨眼调节中发挥着重要作用”神经科学杂志。23. 17-22 (2003)。

Takeuchi et al.: "Flp recombinase transgenic mice of C57BL/6 strain for conditional gene targeting"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 293. 953-957 (2002)

Takeuchi等人：“用于条件基因靶向的C57BL/6品系的Flp重组酶转基因小鼠”Biochem.Biophys.Res.Commun..293.953-957(2002)

Miyamoto et al.: "Lower sensitivity to stress and altered monoaminergic neuronal function in mice lacking the NMDA receptor ε4 subunit"Journal of Neuroscience. 22. 2335-2342 (2002)

Miyamoto 等人：“缺乏 NMDA 受体 ε4 亚基的小鼠对应激的敏感性降低并改变了单胺能神经元功能”《神经科学杂志》22. 2335-2342 (2002)。

Kishimoto, Y. et al.: "Impairment of eyeblink conditioning in GluRδ2 mutant mice depends on the temporal overlap between conditioned and unconditioned stimuli"Eur.J.Neurosci.. 14. 1515-1521 (2001)

Kishimoto, Y. 等人：“GluRδ2 突变小鼠的眨眼调节功能受损取决于条件刺激和非条件刺激之间的时间重叠”Eur.J.Neurosci.. 14. 1515-1521 (2001)