遅延型瞬目条件反射学習の二段階学習機構の解析

延迟眨眼条件反射学习的两步学习机制分析

基本信息

批准号：
20022047
负责人：
糸原重美
金额：
$ 2.94万
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

alpha-chimerinはEphrinB3/EphA4の必須な下流シグナル伝達因子として働く。alpha-chimerinはGTPase活性化因子であり、多様な機能を持つことが示唆されている。我々は、小脳プルキンエ細胞でalpha-chimerinが高レベルに発現し、樹状突起に分布することを観察した。この分子が小脳プルキンエ細胞における運動学習に関連したシナプス可塑性に関与する可能性を疑い、検討した。その結果、alpha-chimerin欠損変異マウスが瞬目条件反射学習に顕著な不全を持つことを明らかにした。alpha-chimerin遺伝子は3箇所の転写開始点をもち、各々alphal, alpha2, alpha3のアイソフォームを産生する。この内、alpha1とalpha2の発現が主体であり、alpha3の発現レベルは極めて低い。alpha1を特異的にノックアウトした変異マウスを作成したところ、このマウスは瞬目条件反射学習に全く異常を示さなかった。したがって、alpha2が主要な役割を担う事が示唆された。一方、プルキンエ細胞特異的な条件変異マウスを作製して解析したところ、プルキンエ細胞のalpha-chimerinは瞬目条件反射学習の獲得に必須ではないものの、タイミングの制御機構に関わる事が示唆された。プルキンエ細胞のシナプスはバーグマングリアの突起で包まれている。バーグマングリア間のギャップ結合を介したシグナル伝達が瞬目条件反射学習に及ぼす意義を明らかとするため、バーグマングリア特異的にConnexin 43を欠損する条件変異マウスを作成して解析した。その結果、Connexin 43がギャップ結合に重要な役割を担うことを証明する一方、これが瞬目条件反射学習に必須な役割を持たないことが明らかとされた。

α-嵌合蛋白是 EphrinB3/EphA4 的重要下游信号因子。 α-嵌合蛋白是一种 GTP 酶激活剂，被认为具有多种功能。我们观察到α-嵌合蛋白在小脑浦肯野细胞中高水平表达并分布在树突中。我们怀疑该分子可能参与与小脑浦肯野细胞运动学习相关的突触可塑性，并对其进行了研究。结果显示，α-嵌合蛋白缺陷的突变小鼠在眨眼条件反射学习方面存在明显缺陷。 α-嵌合蛋白基因具有三个转录起始位点，每个位点产生α、α2和α3亚型。其中，主要表达α1和α2，α3的表达量极低。当我们创造出α1被特异性敲除的突变小鼠时，这些小鼠的眨眼条件反射学习没有表现出异常。因此，有人认为α2起着主要作用。另一方面，当生成并分析浦肯野细胞特异性条件突变小鼠时，表明浦肯野细胞中的α-嵌合蛋白对于获得眨眼条件反射学习不是必需的，但参与了时间控制机制。浦肯野细胞突触被伯格曼神经胶质突起包围。为了阐明伯格曼神经胶质细胞之间间隙连接信号传输对眨眼条件反射学习的重要性，我们创建并分析了伯格曼神经胶质细胞中特别缺乏连接蛋白 43 的条件突变小鼠。虽然结果表明 Connexin 43 在间隙连接中发挥重要作用，但也表明它在眨眼条件反射学习中并不发挥重要作用。