デルタ2グルタミン酸受容体のNTDを介する新しい活性化様式の解明

阐明 NTD 介导的 delta2 谷氨酸受体新激活模式

• 批准号: 20021004
• 负责人: 平井 宏和
• 金额: $ 4.86万
• 依托单位: Gunma 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20021004/
• 关键词: プルキンエ細胞; グルタミン酸受容体; トランスジェニックマウス; デルタ2; 小脳

自然発症運動失調マウスHotfoot5Jは、デルタ2グルタミン酸受容体(delta2受容体)遺伝子の変異により、delta2受容体が欠損する。そのためノックアウトマウスと同じフェノタイプ、すなわち、小脳LTD誘導の障害、平行線維-プルキンエ細胞シナプスの放出確立の減少、登上線維によるプルキンエ細胞の多重支配の残存と強い小脳失調が観察される。レンチウイルスベクターを用いてHotfoot5Jマウスの小脳プルキンエ細胞に野生型delta2受容体遺伝子を導入することで、運動失調をはじめとする異常がレスキューできるのかを検討した。生後6日のHotfoot5Jマウス小脳にdelta2受容体発現レンチウイルスベクターを接種し、4週後にロータロッドにて運動能力を評価したところ、顕著な運動失調の改善が認められた。パッチクランプ解析では、LTD誘導の障害、PPF比の増大、プルキンエ細胞多重支配の残存のすべてが完全に回復していた。このように、レンチウイルスベクターを用いた遺伝子治療により、運動失調マウスHotfoot5Jの異常を大きく改善させることに成功した。次に、delta2受容体のどのドメインがdelta2受容体のどの機能に重要であるのかを決定するために、delta2受容体のさまざまな部分欠損体や他のイオン透過型グルタミン酸受容体とのキメラ体を作製した。これらのコンストラクトをレンチウイルスベクターを用いて、delta2受容体欠損Hotfoot5Jマウスのプルキンエ細胞に発現させた。その結果、N末端ドメインとC末端ドメインを1つの膜貫通ドメインでつないだコンストラクトにより、運動失調をはじめ、ほぼすべての異常がレスキューされた。以上の結果から、delta2受容体はアミノ酸リガンド結合ドメインに加えてチャネルポアがなくとも、十分機能を果たすことが明らかとなった。

自发性共济失调小鼠 Hotfoot5J 由于 delta2 谷氨酸受体（delta2receptor）基因突变而缺乏 delta2 受体。因此，观察到与基因敲除小鼠相同的表型，即小脑LTD诱导受损、平行纤维-浦肯野细胞突触释放的建立减少、攀爬纤维对浦肯野细胞的多重神经支配持续存在以及强烈的小脑共济失调。我们研究了是否可以通过使用慢病毒载体将野生型 delta2 受体基因导入 Hotfoot5J 小鼠的小脑浦肯野细胞来挽救共济失调和其他异常。将表达delta2受体的慢病毒载体接种到6日龄Hotfoot5J小鼠的小脑中，4周后使用转棒评估运动能力，观察到共济失调明显改善。在膜片钳分析中，受损的 LTD 诱导、增加的 PPF 比率和残留的浦肯野细胞多重优势均已完全恢复。这样，使用慢病毒载体的基因治疗成功地显着改善了共济失调小鼠Hotfoot5J的异常。接下来，为了确定 delta2 受体的哪些结构域对于 delta2 受体的哪些功能很重要，我们生成了 delta2 受体的各种部分缺失，并创建了与其他离子载体谷氨酸受体的嵌合体。这些构建体使用慢病毒载体在 delta2 受体缺陷的 Hotfoot5J 小鼠的浦肯野细胞中表达。结果，N端和C端结构域通过单个跨膜结构域连接的构建体挽救了几乎所有异常，包括共济失调。这些结果表明，除了氨基酸配体结合结构域之外，即使没有通道孔，δ2受体也能很好地发挥作用。

项目成果

Purkinje-cell-selective transduction by the MSCV promoter incorporated in lentiviral vectors

通过慢病毒载体中的 MSCV 启动子进行浦肯野细胞选择性转导

• 发表时间: 2008
• 作者: Takayama K;Torashima T;Horiuchi H;Hirai H.
• 通讯作者: Hirai H.

レンチウイルスベクターを用いたプルキンエ細胞選択的なGFP発現

使用慢病毒载体进行浦肯野细胞选择性 GFP 表达

• 发表时间: 2008
• 作者: 高山清彦;寅嶋崇;堀内始・平井宏和
• 通讯作者: 堀内始・平井宏和

レンチウイルスベクターを用いた遺伝性運動失調マウスの機能回復

使用慢病毒载体实现遗传性共济失调小鼠的功能恢复

• 发表时间: 2009
• 作者: 飯塚朗;寅嶋崇;三ツ村一浩;小山知穂;飯野昌枝;平井宏和
• 通讯作者: 平井宏和

高力価レンチウイルスベクターの感染が小脳プルキンエ細胞の発達におよぼす影響の検討

高滴度慢病毒载体感染对小脑浦肯野细胞发育影响的研究

• 发表时间: 2009
• 作者: 澤田悠輔;梶原剛;寅嶋崇;高山清彦;堀内始;飯塚朗;三ツ村一浩;平井宏和
• 通讯作者: 平井宏和

Rescue of abnormal phenotypes in σ2 glutamate-receptor-null mice by the extracellular N-terminal domain

通过胞外N端结构域拯救σ2谷氨酸受体缺失小鼠的异常表型

• 发表时间: 2009
• 作者: Torashima T;Iizuka A;Horiuchi H;Mitsumura K;Yamazaki M;Koyama C;Takayama K;Iino M;Watanabe M;Hirai H
• 通讯作者: Hirai H