ほ乳類全胚培養系と遺伝子導入による神経回路の初期形成過程の研究

利用哺乳动物全胚胎培养系统和基因转移研究神经回路的初始形成过程

基本信息

批准号：
02J04513
负责人：
太城康良
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Jikei University School of Medicine (2004)Osaka University (2002-2003)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

分化を終えた細胞が脳内の適切な位置まで移動することが、神経回路形成の初期過程にみられる現象である。興奮性及び抑制性神経細胞の移動様式が終脳を中心に知見が得られているが、高等ほ乳類では未解明な点が数多く、脳幹を含めた移動様式に関する体系的な見解は得られていない。本研究では脳幹の抑制性神経細胞である髄脳GABA作動性ニューロンに焦点をあて、その移動の過程を明らかにすることを目的とした。細胞を可視化するために、緑色蛍光タンパク質GFP遺伝子をGABA作動性ニューロンで特異的に発現するよう作製されたトランスジェニックマウス(GAD-GFPマウス)を利用した。免疫組織化学、in situ hybridization、GAD-GFPマウスを用いて、GABA作動性ニューロンを可視化したところ、生体内では、発生に伴い腹側から背側に向かってGABAニューロンの分布が拡大することが明らかとなった。次に、この現象を再現するGAD-GFPマウスの器官培養系を開発し、背側部分を野生型マウスで置換した移植操作によって接線方向の細胞移動が存在することを証明した。このように、GABA作動性ニューロンが髄脳においても接線方向に移動することから、終脳の知見とあわせて、脳内ではGABA作動性ニューロンの接線方向の細胞移動が一般的に行われている可能性が示唆された。今回、当初の計画とは異なる培養系を用いる結果となったが、当初の研究課題は達成されたと考えられる。本研究の成果は、その一部がすでに2003年の日本神経科学学会において口頭発表されている。その後の追加データの収集はすべて終了し、論文の校正を行い、投稿を間近に控えている。

分化细胞迁移到大脑内适当位置是在神经回路形成的早期阶段观察到的现象。人们主要在端脑中获得了兴奋性和抑制性神经元迁移模式的知识，但在高等哺乳动物中，存在许多未知点，并且尚未获得对包括脑干在内的迁移模式的系统了解。在这项研究中，我们重点研究了脑干中的抑制性神经元——髓脑 GABA 能神经元，旨在阐明这些神经元的迁移过程。为了可视化细胞，我们使用了转基因小鼠（GAD-GFP 小鼠），这些小鼠是为了在 GABA 能神经元中特异性表达绿色荧光蛋白 GFP 基因而创建的。使用免疫组织化学、原位杂交和 GAD-GFP 小鼠对 GABA 能神经元的可视化表明，在体内，GABA 能神经元的分布在发育过程中从腹侧扩展到背侧。接下来，我们为 GAD-GFP 小鼠开发了一种器官培养系统，重现了这种现象，并通过用野生型小鼠替换背侧区域来证明切向细胞迁移的存在。由于 GABA 能神经元甚至在髓质脑中也会进行切向迁移，因此这与端脑的发现一起表明 GABA 能神经元的切向细胞迁移通常发生在大脑中。虽然这次使用了与原计划不同的培养体系，但可以认为达到了最初的研究目标。这项研究的一些结果已经在 2003 年日本神经科学学会上口头发表。所有额外的数据收集已经完成，论文正在校对中，即将提交。