小脳の神経可塑性に関与するNOカスケードの研究

NO级联参与小脑神经可塑性的研究

基本信息

批准号：
13041064
负责人：
遠藤昌吾
金额：
$ 2.82万
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13041064/
关键词：
一酸化窒素小脳 LTD ERK MAPK 遺伝子欠損マウス長期抑圧 MEK

项目摘要

本研究では非陳述記憶に必須な小脳の神経可塑性をになう長期抑圧(LTD, long-term depression)の分子機構を解明する。小脳依存性学習や小脳LTDに必須なNO(一酸化窒素)カスケードに着目し、本申請者らが初めてcDNAを同定した小脳に特異的に存在するG-substrateの生理的役割りを解析するために、G-substrate遺伝子欠損マウスを用いてその学習機能とLTDに対する影響を詳細に解析し、さらに、小脳LTDに関与が示唆されているMAPK(Mitogen Activated Protein Kinase)カスケードとNOカスケードの間クロストークについて詳細に検討するために、ERK2遺伝子欠損マウス作出を行い、以下の結果を得た。G-substrate遺伝子をホモに欠損したマウスは正常に交配し、見かけ上小脳失調等の症状は示さなかった。しかし、小脳LTDを惹起する3種類のプロトコール;登上線維と平行線維との低頻度同時刺激、高出力の平行線維単独刺激、登上線維と平行線維との中頻度同時刺激、いずれのプロトコールでもLTDは観察されなかった。我々は一酸化窒カスケードとMEK-ERK1/2カスケードが相互作用していることを示した。ERK1とERK2は90%以上の相同性を持ち、お互いにその機能を補うと考えられることから、遺伝子欠損マウスによる機能解析には両方の遺伝子を欠損したマウスの作出が必要である。本研究ではERK1遺伝子を欠損したマウスの遺伝子にloxP配列でERK2遺伝子を囲んだ遺伝子を持つマウスを作出した。このマウスはCreを発現するマウスと交配することにより、Creを発現した細胞のみでERK2を欠損させることが可能である。今後このマウスと様々なCre発現マウスと交配し、ERK2の機能解析を行う予定である。

在这项研究中，我们将阐明长期抑郁（LTD）的分子机制，它影响小脑的神经可塑性，而小脑的神经可塑性对于非陈述性记忆至关重要。我们重点关注小脑依赖性学习和小脑 LTD 所必需的 NO（一氧化氮）级联，旨在分析特异存在于小脑的 G 底物的生理作用，我们首先使用 G 鉴定了 G 底物的 cDNA。 -底物基因缺陷小鼠，我们详细分析了其对学习功能和LTD的影响，并进一步分析了MAPK（丝裂原激活蛋白）为了详细研究激酶级联和NO级联之间的串扰，我们生成了ERK2基因缺陷小鼠并获得了以下结果。 G底物基因纯合缺失的小鼠繁殖正常，没有表现出小脑性共济失调等明显症状。然而，三种类型的方案诱发小脑LTD：低频同时刺激攀爬纤维和平行纤维、仅高功率刺激平行纤维以及中频同时刺激攀爬纤维和平行纤维没有观察到LTD。我们证明一氧化氮级联和 MEK-ERK1/2 级联相互作用。由于 ERK1 和 ERK2 具有超过 90% 的同源性，并且被认为可以相互补充功能，因此使用基因缺陷小鼠进行功能分析需要创建缺乏这两种基因的小鼠。在这项研究中，我们创造了一种小鼠，其在缺乏 ERK1 基因的小鼠中的 ERK2 基因周围具有 loxP 序列。通过将该小鼠与表达 Cre 的小鼠杂交，可以仅在表达 Cre 的细胞中使 ERK2 缺陷。未来，我们计划将该小鼠与多种表达Cre的小鼠杂交，并分析ERK2的功能。