The molecular basis of dopaminergic transmission: Identifying and Characterizing Cellular Adhesion Sites

多巴胺能传递的分子基础：识别和表征细胞粘附位点

基本信息

批准号：
22KF0335
负责人：
柚崎通介
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0335/
关键词：
ドーパミンシナプス側坐核背側被蓋野

项目摘要

ドーパミンは、認知・意思・行動に影響を及ぼす神経調節物質である。グルタミン酸やGABAなどの古典的な神経伝達物質は、シナプス小胞や神経伝達物質受容体が集積する「シナプス」を基点として情報伝達が行われる。一方、ドーパミンを含む小胞やドーパミン受容体は集積せず、容量伝達により情報伝達が行われると考えられてきた。しかし、私たちはドーパミン作動性神経線維は、ドーパミン受容体を発現する神経細胞との間に非シナプス性接着構造を形成することを見いだした。本研究では中脳辺縁系経路に焦点を当て、腹側被蓋野（VTA)のドーパミン作動性神経線維と側坐核（NAc)との間に形成される非シナプス性接着構造の分子実体とその機能的意義の解明を目指した。本研究成果は、統合失調症・パーキンソン病・自閉スペクトラム症などの精神神経疾患の理解を進めて、新たな診断・治療手段の開発につながる可能性がある。具体的には、NAcとVTAのそれぞれにN末側半分とC末側半分に分割した緑色蛍光タンパク質（GFP)をグリコシルホスファチジルイノシトールによってそれぞれの神経細胞膜上に発現させることによって、VTA軸索とNAcが物理的に近接する部位で再構成されたGFP蛍光によって可視化する技術（GRAPHIC)を用いることによって、以下の3つの目標を達成する。まず、VTA軸索とNAcが近接する部位を明らかにする。次にこれらの近接部位に局在する分子群を同定する。最後に、シナプスと非シナプスの接触部位がどのようにドパミン作動性機能を制御しているのかを明らかにする。本年度はドーパミン作動性ニューロンにおいてCreリコンビナーゼを発現する遺伝子改変マウスに対して、アデノ随伴ウイルス（AAV）を感染させることによって、VTA-NAcの近接部位をGFP蛍光で可視化することに成功した。

多巴胺是一种影响认知、意图和行为的神经调节剂。谷氨酸和 GABA 等经典神经递质从“突触”开始传递信息，突触小泡和神经递质受体在“突触”积聚。另一方面，人们认为含有多巴胺的囊泡和多巴胺受体不会积累，并且信息通过电容转移来传递。然而，我们发现多巴胺能神经纤维与表达多巴胺受体的神经元形成非突触粘附结构。在这项研究中，我们重点关注中脑边缘通路和腹侧被盖区（VTA）多巴胺能神经纤维与伏隔核（NAc）之间形成的非突触粘附结构的分子实体，旨在阐明其功能意义。这项研究的结果将增进对精神分裂症、帕金森病和自闭症谱系障碍等神经精神疾病的理解，并可能导致新的诊断和治疗工具的开发。具体而言，通过使用糖基磷脂酰肌醇、VTA轴突和NAc在各个神经元膜上的NAc和VTA中表达分为N端一半和C端一半的绿色荧光蛋白（GFP），我们通过使用技术实现了以下三个目标（图形）可视化物理相邻位点的 GFP 荧光。首先，我们将澄清 VTA 轴突和 NAc 靠近的区域。接下来，鉴定位于这些邻近位点的分子组。最后，我们将阐明突触和非突触接触位点如何控制多巴胺能功能。今年，通过用腺相关病毒 (AAV) 感染在多巴胺能神经元中表达 Cre 重组酶的基因工程小鼠，我们成功地使用 GFP 荧光可视化了 VTA-NAc 的近端区域。