Bax欠損マウスによる脊髄伸張反射路の形成機構の解明

阐明Bax缺陷小鼠脊髓牵张反射通路的形成机制

基本信息

批准号：
14780617
负责人：
尾崎繁
金额：
$ 2.11万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

筋紡錘由来の一次求心性線維(la群線維)とその同名筋を支配する運動ニューロンからなる脊髄伸張反射路の形成には、両者共通の末梢標的である筋由来の因子が重要な機能を持つと考えられているが、その作用機序は不明である。新生動物の末梢神経を切断すると、それを支配する運動ニューロンと後根神経節(DRG)ニューロンにアポトーシス性の細胞死が誘発されることが知られている。我々は出生直後のマウスの坐骨神経を切断し、1週齢のアポトーシス制御遺伝子Baxの欠損(Bax-/-)マウスと野生型マウスの伸張反射路岸比較検討した。野生型マウスの坐骨神経切断で誘発される運動ニューロンとDRGニューロンの細胞死は、Bax-/-では抑制されることを明らかとなった。また、坐骨神経へ軸索を送る第4腰髄背外側部の運動ニューロンとそこへ投射する一次求心性線維(la群線維)を二重染色した結果、Bax-/-の第4腰髄背外側部ではla群線維から運動ニューロンへの直接投射が、坐骨神経を切断しても形態学的に保存されていることが明らかとなった。さらに電気生理学的解析より、この坐骨神経切断も保存されたBax-/-の伸張反射の単シナプス性結合は機能していることが示唆された。さらに、Bax-/-で観察された自然細胞死の抑制により過剰に生き残ったDRGニューロンの末梢標的である筋の感覚器(筋紡錘)への投射を形態学的に解析した。5日齢Bax-/-の足底筋では、野生型のそれと比して多くの筋紡錘感覚終末が観察されたが、これら感覚終末は矮小していた。この結果より、筋紡錘感覚終末の形成は筋由来因子の競争的獲得に依存していないこと、しかし、その成熟には筋由来因子が作用している可能性が示唆された。現在、これらの研究成果をまとめた、脊髄伸張反射路の形成に果たす標的筋由来因子の役割に関する論文の投稿の準備中である。

肌源性因子是肌梭源性初级传入纤维（LA 组纤维）和支配同侧肌肉的运动神经元的常见外周靶标，在脊髓牵张反射通路的形成中发挥着重要作用。作用机制未知。众所周知，切断新生动物的周围神经会导致支配它们的运动神经元和背根神经节（DRG）神经元发生凋亡细胞死亡。我们在小鼠出生后立即对坐骨神经进行切片，并将缺乏凋亡调节因子 Bax (Bax-/-) 的 1 周龄小鼠与野生型小鼠的牵张反射进行比较。结果表明，野生型小鼠坐骨神经横断引起的运动神经元和 DRG 神经元的细胞死亡在 Bax-/- 小鼠中受到抑制。此外，对第四腰脊髓背外侧部分的运动神经元进行双重染色的结果是，该运动神经元将轴突发送到坐骨神经和投射在那里的初级传入纤维（LA组纤维），我们发现在外侧区域，研究发现，即使在切断坐骨神经后，从 LA 组纤维到运动神经元的直接投射在形态上仍得以保留。此外，电生理学分析表明，即使在坐骨神经横断后仍保留的 Bax-/- 牵张反射的单突触连接是有功能的。此外，我们从形态学上分析了由于 Bax-/- 中观察到的自发细胞死亡受到抑制而过量存活的 DRG 神经元向外周目标肌肉感觉器官（肌梭）的投射。在5日龄Bax-/-的跖肌中，与野生型小鼠相比，观察到更多的肌梭感觉末端，但这些感觉末端较小。这些结果表明，肌梭感觉末梢的形成并不依赖于肌肉衍生因子的竞争性获取，但肌肉衍生因子可能参与其成熟。我们目前正在准备提交一篇论文，总结这些关于目标肌肉源性因子在脊髓牵张反射通路形成中的作用的研究结果。