嗅覚系における神経回路形成の分子的基盤

嗅觉系统神经回路形成的分子基础

基本信息

批准号：
12210042
负责人：
坪井昭夫
金额：
--
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 (C)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

申請者らは、嗅細胞における嗅覚受容体遺伝子の相互排他的な発現、及びその発現に依存した嗅球への位置特異的な軸索投射の分子機構を解明する為、マウス14番染色体上に隣接して存在する、3つの相同性の高い嗅覚受容体遺伝子(MOR28-MOR10-MOR83)を同定し、それらの基礎的な解析を行ってきた(Tsuboi,et al.,J.Neurosci.,19,8409-8418,1999)。本研究において我々は、長年の懸案であったトランスジェニックマウスにおける嗅覚受容体遺伝子の発現系の確立を試み、YAC(yeast artificial chromosome)ベクターを用いる事により世界に先駆けて成功した。このトランスジェニックマウスにおいては、460kbのYACDNA上の嗅覚受容体遺伝子MOR28はlacZ遺伝子により標識されている。一方、外来性のMOR28遺伝子を発現する細胞と区別する為、ノックインの手法を用いて内在性のMOR28遺伝子がGFP遺伝子により標識されたマウスを作製した。これらを交配したマウスを解析した結果、(1)外来性及び内在性のMOR28遺伝子は個々の嗅細胞で相互排他的に発現すること、(2)それぞれの遺伝子を発現する嗅細胞の投射先は隣接しているが異なる糸球であること、(3)新生及び再生の過程において、嗅神経がそれそれに対応する独立した糸球を形成する為には、一定数以上の細胞が必要であることが明らかとなった。次に、lacZとGFPで別々に標識した2種類のMOR28遺伝子の発現を、トランスジェニック系で解析したところ、それぞれが異なる嗅細胞で相互排他的に発現することが示された。これは、同一の染色体部位に複数個導入された同じMOR28トランスジーンの間でも、相互排他的発現の見られることを実験的に示した最初の例として注目された(Reed,Nature Neurosci.,3,638-639,2000)。申請者らはまた、上述したノックインマウスの嗅上皮からGFP蛍光を指標にMOR28発現嗅細胞を単離し、その核に関してRNA-DNA FISH(fluorescent in situ hybridization)法を用いて解析することにより、これ迄提唱されていた嗅覚受容体遺伝子のmonoallelicな発現を、単一細胞レベルで初めて証明した。更に、嗅細胞の嗅球への軸索投射に関して、ノックインマウスとトランスジェニックマウスを用いて解析した結果、嗅覚受容体遺伝子の染色体上での位置、遺伝的多型、遺伝子標識の種類及び有無などが、軸索投射を規定するパラメーターになり得ることが示された。

申请人与小鼠14染色体相邻，以阐明嗅觉细胞中嗅觉受体基因的分子机制，以及在嗅球上特异性轴向投影的分子机制，这取决于表达式。 Gene（MOR28-MOR10-MOR83）并进行了这些基本分析（Tsuboi等，J.Neurosci。，19，19，19 8409-8418，1999）。在这项研究中，我们试图在转基因小鼠中建立嗅觉受体基因表达系统多年，并通过使用YAC（Yast人造染色体）载体在世界上取得了成功。在这种转基因小鼠中，460KB YacDNA上的嗅觉受体遗传MOR28被LACZ基因标记。另一方面，为了区分表达异物MOR28基因的细胞，一种小鼠内部MOR28基因被GFP基因标记为使用敲击-in方法。由于分析了跨越这些的小鼠，（1）外来的MOR28基因在相互的独家嗅觉细胞中表达，（2）表达每个基因的嗅觉细胞，但它是不同的肾小球。在新的生命和播放过程中，需要一定数量的细胞来揭示出独立的肾小球。接下来，在转基因系统中与LACZ和GFP分别签名的两种类型的MOR28基因的表达表明，每种不同的嗅觉细胞均相互表达。这是在同一染色体部分中引入的同一MOR28 TransGaine的实验示例，作为一个实验表明，可以看到相互的排气表达（Reed，Nature Neurosci。，3,638。 -639,2000）。申请人还使用上述敲入小鼠的嗅觉器的GFP荧光通过MOR28表达嗅觉细胞分离，并使用RNA-DNA FISH（荧光原位杂交）定律分析了细胞核。嗅觉受体基因的单相表达已被提出，直到该点一直证明是在单个细胞水平上首次证明。此外，由于分析了嗅球上嗅觉细胞在嗅球上的轴向投影，这是使用敲击-in小鼠和转基因小鼠分析的结果，这是嗅觉受体基因在染色体，遗传多边形，类型和类型和类型和类型和类型和类型和类型和类型和类型和类型的位置遗传体征的存在。