中枢カテコールアミンニューロンをモデルにした神経回路形成のマウス遺伝学的解析

以中枢儿茶酚胺神经元为模型进行小鼠神经回路形成的遗传分析

• 批准号: 10156226
• 负责人: 小林 和人
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10156226/
• 关键词: ドーパミンニューロン; 緑色蛍光タンパク質; チロシン水酸化酵素; 軸索ガイダンス; トランスジェニックマウス

中脳ドーパミンニューロンの軸索ガイダンスをリアルタイムでモニターするため、このニューロン特異的にgreen fluorescence protein(GFP)を発現するトランスジェニックマウスの作製を行った。カテコールアミンニューロンのマーカー酵素であるチロシン水酸化酵素(TH)の遺伝子プロモーターにGFP遺伝子を接続した導入遺伝子を持つトランスジェニックマウス系統において、カテコールアミンニューロン特異的にGFPの発現が認められた。トランスジェニックの中脳組織片(E11.5)をコラーゲンゲル中で培養することによって、ドーパミンニューロン軸索の伸長をGFPによってリアルタイムで検出することが可能であった。この軸索の伸長は、底板により反発性に制御され、また、whole mountでの脳の展開培養下で、吻側方向への特徴的なパターンを示した。培養下での軸索の応答は、本来のドーパミンニューロンの性質を反映しており、GFPの蛍光を利用してドーパミン性軸索の挙動をモニターできることが示された。TH-GFPマウスを利用すれば、セルソーターによってドーパミンニューロンを濃縮することも可能であり、この細胞集団に特異的なモノクローナル抗体の作製や特異的な遺伝子を探索するアプローチを提供する。今後、中脳ドーパミンニューロンの神経回路形成を制御する分子の探索およびその機構の解明を進める計画である。また、組織特異的な遺伝子ターゲティング法(Cre-loxPシステム)を用いて、中枢神経回路形成におけるグリコシルフォスファチジルイノシトール(GPI)アンカー蛋白質および低分子量GTP結合蛋白質Rhoの機能解析を行った。組織特異的プロモーターとして、ノルアドレナリン合成を触媒するドーパミンβ-水酸化酵素(DBH)遺伝子を利用した。本プロモーターは、中枢ノルアドレナリンニューロン、交感神経、運動神経などで組織特異的に発現する。GPIアンカー蛋白質の組織特異的な欠損により、神経細胞の生存や軸索伸長には異常がないものの、自律神経および運動神経の失調が認められ、両者の神経伝達に機能的に関与するGPIアンカー蛋白質の存在が示唆された。また、Rho機能の組織特異的な抑制によって、このGTPaseが少なくとも運動神経の軸索走行に重要な役割を持つことを見い出した。

为了实时监测脑多巴胺神经元的轴指导，创建了一种特殊神经元特异性绿色荧光蛋白（GFP）的转基因小鼠。在跨男性小鼠系统中观察到GFP的特异性表达，并引入了氢氧化酪氨酸酶（TH）的遗传启动子，该酶是Amin Nuron类的标记酶，并引入了与GFP基因相关的遗传启动子。通过在胶原蛋白凝胶中培养转基因脑组织（E11.5），可以通过GFP实时检测多巴胺神经元轴的扩展。该轴的延伸由底部板控制，整个安装座的大脑部署中有独特的模式，在破烂的方向上是独特的模式。培养物中轴的响应反映了原始多巴胺神经元的性质，表明可以使用GFP荧光来监测多巴胺轴的行为。 TH-GFP小鼠的使用可以通过大提琴增强多巴胺神经元，并提供了一种探索该细胞组特定单克隆抗体并探索特定基因的方法。将来，我们计划探索分子并阐明控制大脑多巴胺神经元神经内心形成的机制。此外，使用组织特异性遗传靶向方法（CRE-LoXP系统），对糖基磷酸二酰化基因托尔（GPI）锚固蛋白和低分子量GTP GTP结合蛋白RHO进行了功能分析。作为一个特定于组织的启动子，使用了催化去甲肾上腺素合成的多巴胺β-羟化（DBH）基因。该启动子特定在中央去甲肾上腺素神经元，交感神经和运动神经的组织中表达。 GPI锚蛋白与神经细胞的神经传播有关，尽管神经细胞的存活没有异常，并且由于GPI锚固蛋白的特殊缺陷而引起的轴搜索生长，但自主和运动的神经传播神经。他还发现，由于RHO功能的特异性抑制，GTPase至少在运动神经的车轴驱动中至少具有重要意义。

项目成果

Sawada et al.: "Autonomic neuropathy in transgenic mice caused by immunotoxin targeting of the peripheral nervous system" J.Neurosci.Res.51,2. 162-173 (1998)

Sawada 等人：“免疫毒素靶向周围神经系统引起的转基因小鼠自主神经病变”J.Neurosci.Res.51,2。

Nishii et al.: "Motor and learming dysfunction during postnatal development in mice defective in dopamine neuronal transmission" J.Neurosci.Res.54,4. 450-464 (1998)

Nishii 等人：“多巴胺神经元传递缺陷小鼠产后发育过程中的运动和学习功能障碍”J.Neurosci.Res.54,4。