嗅覚系における神経回路の形成と再生の分子機構

嗅觉系统神经回路形成和再生的分子机制

基本信息

批准号：
15029207
负责人：
坪井昭夫
金额：
$ 4.22万
依托单位：
The University of Tokyo
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 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

嗅覚系における初期神経回路の形成は、嗅上皮において、個々の嗅細胞が嗅覚受容体遺伝子群の中から一種類のみを発現すること(1細胞-1受容体)、並びに、嗅球において、同じ種類の嗅覚受容体を発現する嗅細胞は、特定の糸球にその軸索を収斂させて投射する(1糸球-1受容体)という二つの基本ルールによって支えられている。本研究において、嗅上皮に関して嗅覚受容体遺伝子の発現様式を詳細に解析した結果、魚類由来のクラスI遺伝子はゾーン1に限局して発現するものの、陸棲動物特有のクラスII遺伝子は、四つのゾーンのいずれか1つに限局して発現するのではなく、それぞれに固有な発現領域を持つことが明らかになった(投稿中)。即ち、嗅覚受容体遺伝子によって嗅上皮上の発現領域が異なり、背内側の領域を中心とした同心円状のひだ構造上を、連続的に且つ重なり合いながら、腹外側の領域に向かって分布していた。この嗅上皮における個々の受容体遺伝子の発現領域は、嗅細胞の嗅球上での投射先である糸球の位置を、背側から腹側の方向へ大まかに規定しているようである。それでは、嗅球における嗅細胞の投射位置の前後軸は、何によって規定されているのであろうか?本研究では更に、鳥類の視覚系において網膜・視蓋上に濃度勾配を作って投射マップの形成を支えているEph-ephrin系に着目した。Ephやephrinが嗅覚受容体分子と連携して投射位置の決定に関与している可能性を検討する為、これらのシグナル伝達系で機能する因子及びその変異体を、Cre-loxPシステムを用いて特定の嗅覚受容体MOR28と共に発現させ、その軸索投射を解析した。Eph-Asの下流で機能すると考えられているephexinのdominant-negative変異体をMOR28陽性細胞で発現させたところ、嗅球の外側部において、本来の糸球よりも後方にectopicな投射先が観察された。このことは、Eph分子が嗅細胞の投射に際して、嗅球の前後軸に沿った位置の決定に関与している可能性を示唆するものであるが、嗅覚受容体の"identity"がこの前後軸決定のプロセスにどう反映されているのかについては、今後検討される必要がある。

在嗅觉系统中，嗅觉中的初始神经回路的形成是，单个嗅觉细胞仅表达一种嗅觉受体基因组（1个细胞-1受体）和嗅球的一种类型。由两个基本规则支持，该规则会在特定的肾小球中收敛轴并投影（1个肾小球1受体）。在这项研究中，由于分析了嗅觉受体基因在嗅觉表皮上的表达，因此仅在第1区中表达了II类基因的II类基因，但是该鱼类特有的II类基因在区域中表达1。揭示了他们每个人都有一个独特的表达区域，而不是仅以一个（张贴）来表达它们。也就是说，嗅觉受体基因在嗅觉上具有不同的表达区域，并以连续和重叠的浓缩折叠结构分布在室外区域，以背面的内部为中心。在这种嗅觉表皮中，单个受体基因的表达面积似乎是在肾小球的位置大致定义的，肾小球的位置是嗅觉细胞上从背面到腹部的投影目的地。然后，在这项研究中定义的嗅球的前轴是什么？支持的以弗林系统。为了检查EPH和Ephrin与嗅觉受体分子合作的投影位置确定的可能性，使用CRE-LOXP系统使用这些信号传输系统的功能及其品种的功能。分析了特定的嗅觉受体MOR28和轴向投影。当在MOR28阳性细胞中表达以埃菲素的主要阴性变体（被认为是在以法的下游）时，在原始部分的原始肾小球后面观察到了异位的禁止目的地。这表明，当嗅觉细胞投射时，EPH分子可能与嗅球的前轴和后轴确定位置有关，但是必须确定嗅觉受体“身份”。在此过程中反映了。