細胞タイプ特異的な神経活動抑制のための新技術開発

开发细胞类型特异性抑制神经活动的新技术

• 批准号: 18019031
• 负责人: 小林 和人
• 金额: $ 7.49万
• 依托单位: Fukushima Medical University
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18019031/
• 关键词: イムノトキシン; 細胞標的法; テタヌストキシン; インターロイキン-2受容体; 神経回路; 神経活動; 行動制御; 神経伝達; VAMP-2

脳機能を媒介する神経機構を理解するためには,神経回路を構成する特定のニューロンの行動生理学的な役割の解明が必須である。我々の研究グループは,遺伝子発現の特異性に基づいて特定のニューロンの除去を誘導する遺伝子改変技術(イムノトキシン細胞標的法)を開発し,大脳基底核神経回路を構成する特定ニューロンの行動生理学的な役割を明らかにしてきた。本研究では,イムノトキシン細胞標的法を改変し,特定ニューロンタイプの機能を一過性に抑制するための新しい遺伝子改変技術の開発に取り組んだ。この目的のために,イムノトキシンの緑膿菌毒素の部分をテタヌストキシンL鎖の変異体に置換した組換え体タンパク質イムノテタヌストキシン(ITet)を作製した。この組換え体タンパク質は導入遺伝子であるヒトインターロイキン-2受容体αサブユニット(IL-2Rα)を発現するニューロンに取り込まれ,神経伝達物質の放出に必要なvesicle-associated membrane protein-2(VAMP-2)を切断することによって標的ニューロンの機能を阻害する。Itetを大腸菌で発現させ,複数のカラムクロマトグラフィーを用いて精製した。線条体の特定ニューロンでヒトIL-2Rαを発現する変異体マウスにItetを注入した結果,一過性の行動変化を誘導すると共に,組織に含まれるVAMP-2のレベルを低下させた。一方で,線条体へのItet投与は,変異体マウスの脳の形態には影響せず,線条体における細胞損傷を誘導しなかった。以上の結果から,Itetは,生体内でヒトIL-2Rαを発現する標的ニューロンタイプに作用し,その機能を一過性に抑制することが可能なことが示された。本技術は,今後,様々な行動を媒介する脳神経回路のメカニズムの解明に有益なアプローチになると考える。

为了了解介导大脑功能的神经机制，有必要阐明构成神经回路的特定神经元的行为和生理作用。我们课题组根据基因表达的特异性，开发了诱导去除特定神经元的基因改造技术（免疫毒素细胞靶向法），开发了诱导去除特定神经元的基因改造技术（免疫毒素细胞靶向法）基于基因表达作用的特异性已得到阐明。在这项研究中，我们修改了免疫毒素细胞靶向方法，并致力于开发一种新的基因修饰技术来暂时抑制特定神经元类型的功能。为此，我们创建了一种重组蛋白，免疫破伤风毒素（ITet），其中免疫毒素的铜绿假单胞菌毒素部分被突变的破伤风毒素轻链取代。这种重组蛋白被表达转基因人白细胞介素 2 受体 α 亚基 (IL-2Rα) 的神经元吸收，并且囊泡相关膜蛋白 2 (VAMP) 是神经递质释放所必需的 -2) 抑制靶标的功能通过切割神经元。 Itet 在大肠杆菌中表达并使用多柱色谱法纯化。将 Itet 注射到纹状体特定神经元中表达人 IL-2Rα 的突变小鼠中，可诱导短暂的行为变化并降低 VAMP-2 的组织水平。另一方面，向纹状体施用Itet不会影响突变小鼠的大脑形态，也不会引起纹状体细胞损伤。这些结果表明，Itet作用于体内表达人IL-2Rα的靶神经元类型，并可以暂时抑制其功能。我们相信，这项技术在未来将成为阐明介导各种行为的大脑神经回路机制的有用方法。

项目成果

Dynamic temporal and cell type-specific expression of Wnt signaling components in the developing midbrain

发育中脑中 Wnt 信号成分的动态时间和细胞类型特异性表达

• 发表时间: 2006
• 期刊: Exp.Cell Res. in press
• 作者: Rawal;N.et al.
• 通讯作者: N.et al.

Granulocyte-colony stimulating factor is neuroprotective in a model of Parkinson's disease

• DOI: 10.1111/j.1471-4159.2006.03727.x
• 发表时间: 2006-05-01
• 期刊: JOURNAL OF NEUROCHEMISTRY
• 影响因子: 4.7
• 作者: Meuer, K;Pitzer, C;Weishaupt, JH
• 通讯作者: Weishaupt, JH

Conditional ablation of striatal neuronal types containing dopamine D_1 receptors by using immunotoxin cell targeting

使用免疫毒素细胞靶向条件性消融含有多巴胺 D_1 受体的纹状体神经元类型

• 发表时间: 2007
• 作者: Kobayashi;K.;et. al.
• 通讯作者: et. al.

A lesion of the nucleus accumbens dopamine system shortens the lever-pressing inter-response time and delays response initiation in mice

伏隔核多巴胺系统的损伤缩短了小鼠的杠杆按压反应时间并延迟了反应启动

• 发表时间: 2007
• 作者: Yuji Tsutsui;Kayo Nishizawa;Nobuyuki Kai;Kazuto Kobayashi
• 通讯作者: Kazuto Kobayashi

Decline of endogenous dopamine release in parkin-deficient mice revealed by ex vivo autoradiography

离体放射自显影显示 Parkin 缺陷小鼠内源性多巴胺释放下降

• 发表时间: 2006
• 期刊: J.Neurosci.Res. 84
• 作者: Sato;S. et al.
• 通讯作者: S. et al.