イムノトキシン細胞標的法を利用した線条体神経回路の機能解析

使用免疫毒素细胞靶向方法进行纹状体神经回路的功能分析

• 批准号: 15016089
• 负责人: 小林 和人
• 金额: $ 3.14万
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15016089/
• 关键词: イムノトキシン細胞標的法; ドーパミン; 行動制御; 線条体; 投射ニューロン; 介在ニューロン

線条体は、運動制御、運動の選択・実行・報酬予測などの大脳基底核機能に中心的な役割を持つ。線条体には、形態的および電気生理学的に異なる複数のニューロンタイプ(2種類のmedium spiny ニューロンと数種の介在ニューロン)が存在し、これらの領域からの投射は2種類の経路(直接路と間接路)を介して出力核の神経活動を調節する。本研究では、イムノトキシン細胞標的法を利用して、ドーパミン伝達に依存する線条体ニューロン活動の調節およびその相互作用としての大脳基底核機能の制御に関する分子細胞機構の解析に取組んでいる。第一に、線条体-淡蒼球medium spinyニューロンの運動制御における役割を明らかにするために、ドーパミンD2受容体遺伝子に依存してヒトインターロイキン-2受容体α-サブユニット(IL-2Rα)を発現する遺伝子改変マウスを用いて、このニューロンタイプの誘導的破壊を行なった。破壊による神経回路における活動性指標の発現パターンおよび運動制御機能への影響を解析した。これらの結果から、線条体-淡蒼球ニューロンは淡蒼球の抑制を介して自発運動を抑制し、一方で、ドーパミン伝達に依存して淡蒼球への抑制を解除するとともに線条体-黒質ニューロンの活性化を促進することによって運動の発現を誘導することが示唆された。第二に、ソマトスタチン(SST)を含有する線条体GABA性介在ニューロンの役割を明らかにするために、SST遺伝子の制御下にIL-2R*を発現する遺伝子改変マウスを作製した。片側性のSST含有ニューロンの破壊は、破壊と反対側への回転運動を誘発し、このニューロンは自発運動の抑制に寄与することが示唆された。今後、SST含有ニューロンが線条体神経回路を制御する詳細な分子細胞機構を解析する。

纹状体在基底神经节功能（例如电动机控制，运动选择，执行和奖励预测）中起着核心作用。纹状体包含多种形态学和电生理上不同的神经元类型（两种培养基神经元和几个中间神经元），这些区域的投影通过两种不同的途径（直接和间接途径）调节输出核中的神经活动。这项研究使用免疫毒素细胞靶向方法来分析与调节纹状体神经元活性有关的分子细胞机制，其依赖于多巴胺的传播和基底神经节的调节作为相互作用。首先，为了阐明纹状体 - 戴素培养基神经元在运动控制中的作用，我们使用表达人白介素-2受体α-亚基（IL-2Rα）在多巴胺D2受体基因的依赖性中表达人白细胞介素-2受体α-亚基（IL-2R）的遗传改性小鼠对这种神经元类型进行了诱导。分析了破坏对神经回路和运动控制功能中活性指标表达模式的影响。这些结果表明，纹状体 - 骨化神经元通过抑制球形金属质量抑制运动活性，同时通过依靠多巴胺传播来释放球形脂质的抑制并促进纹状体 - 尼格拉神经元的激活来诱导运动的表达。其次，为了阐明含有生长抑素（SST）的纹状体GABA中间神经元的作用，生成了在SST基因控制下表达IL-2R*的转基因小鼠的作用。有人提出，单方面破坏含SST的神经元会引起破坏和对侧旋转运动，这有助于抑制运动运动。将来，我们将分析含有SST神经元控制纹状体神经回路的详细分子细胞机制。

项目成果

Kobayashi, K, et al.: "Survival of developing motor neurons by Rho GTPase signaling pathway through Rho-kinase."J.Neurosci. (in press). (2004)

Kobayashi, K 等人：“通过 Rho GTPase 信号通路通过 Rho 激酶促进发育中运动神经元的存活。”J.Neurosci。

Shin, R.-M., et al.: "Dopamine D4 receptor-induced postsynaptic inhibition of GABAergic currents in mouse globus pallidus neurons."J.Neurosci.. 23・37. 11662-11672 (2003)

Shin, R.-M., 等人：“多巴胺 D4 受体诱导的小鼠苍白球神经元中 GABA 电流的抑制。J.Neurosci.. 11662-11672 (2003)”

Baker H, et al.: "Cortical and striatal expression of tyrosine hydroxylase mRNA in neonatal and adult mice."Cell.Mol.Neurobiol.. 23・4/5. 507-518 (2003)

Baker H 等人：“新生和成年小鼠中酪氨酸羟化酶 mRNA 的皮质和纹状体表达”。Cell.Mol.Neurobiol.. 23・4/5（2003）。

笹征史ら: "ドパミンによる運動精神機能調節:新たな研究への展開"日本薬理学雑誌. 122・3. 215-225 (2003)

Masashi Sasa等：“多巴胺介导的运动和精神功能的调节：新研究的进展”日本药理学杂志122・3（2003）。

Okada, H., et al.: "Identification of GABA_A receptor subunit variants in midbrain dopaminergic neurons."J.Neurochem.. (in press). (2004)

Okada, H., 等人：“中脑多巴胺能神经元中 GABA_A 受体亚基变体的鉴定。”J.Neurochem..（出版中）。