神経上皮細胞移値による線条体シナプス再構築に関する形態学的および電気生理学的解析

神经上皮细胞移植纹状体突触重建的形态学和电生理学分析

• 批准号: 16015314
• 负责人: 籾山 俊彦
• 金额: $ 3.58万
• 依托单位: National Institute for Physiological Sciences
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16015314/
• 关键词: 線条体; 神経上皮型; 移植; スライス; ドーパミン; シナプス; ニューロン; グリア; 線条体; 神経上皮型; 移植; スライス; ドーパミン; シナプス; ニューロン; グリア

大脳基底核関連疾患の治療法の一つとして神経幹細胞移植法が期待されているが、移植による神経回路の再建に関する基礎的知見はこれまで少なかった。本研究では、Enhanced GFP遺伝子導入トランスジェニックラット胎児から摘出した中脳胞部由来神経板組織を成熟ラットの線条体内に移植して、形態学的および電気生理学的解析を行なった。ドナー由来の細胞は、GFP陽性細胞として同定できる。1)移植部位内に、神経細胞のマーカーであるHuとGFP共陽性細胞が認められた。GFP陽性細胞で、ドーパミン性細胞のマーカーであるtyrosine hydroxylase陽性細胞、GABA性細胞のマーカーであるGAD陽性細胞、astrocyteのマーカーであるGFAP陽性細胞、も認められた。また、ドナー由来および宿主由来のグルタミン酸トランスポーター陽性神経終末が、ドナー由来細胞を取り囲んでいることが観察された。移植4週間後には、ドナー細胞には線条体ニューロンのマーカー陽性の細胞は存在しなかったが、移植26週間後には線条体投射細胞のマーカー陽性細胞が出現した。2)脳スライスを用いたホールセル記録により、GFP陽性細胞は電気生理学的にも複数種の神経細胞に分化していることが示唆された。また、宿主側に電気刺激を与えることにより、GFP陽性細胞からGABA性およびグルタミン酸性のシナプス電流が誘発された。これらの結果から、神経上皮型幹細胞は正常脳組織に生着し、機能的神経細胞に分化して周囲とのシナプス結合を形成すること、さらに、遺伝的プログラムによって分化するのみならず、時間経過とともに、環境に適応した分化をも行なうことが示唆される。

神经干细胞移植被预期是基础神经节相关疾病的治疗方法之一，但几乎没有关于神经回路通过移植的基础知识。在这项研究中，形态学和电生理分析是通过从成熟大鼠的中脑室区域植入神经板组织进行的，后者是从转基因小鼠中从胎儿转基因大鼠中取出的。供体衍生的细胞可以识别为GFP阳性细胞。 1）在植入部位观察到具有神经元标记的GFP的共阳性细胞。 GFP阳性细胞还发现酪氨酸羟化酶阳性细胞，多巴胺细胞的标志物，GAD阳性细胞，GABA阳性细胞的标记和GFAP阳性细胞，星形胶质细胞的标记。还观察到供体和宿主衍生的谷氨酸转运蛋白阳性神经末端围绕供体衍生的细胞。植入后四周，供体细胞中没有标记阳性细胞的标记阳性细胞，但是植入后26周，出现了纹状体投影细胞的阳性标记阳性细胞。 2）使用脑切片的全细胞记录表明，GFP阳性细胞电生理学分化为多个神经元细胞。此外，通过宿主侧的电刺激，从GFP阳性细胞诱导了GABA和谷氨酸突触电流。这些结果表明，神经上皮干细胞植入正常的脑组织中，分化为功能性神经元，与周围环境形成突触连接，不仅通过遗传程序进行区分，而且经历了随着时间的流逝而适应环境的分化。