トランスジェニックゼブラフィシュを使った運動の視覚制御機構の解析

转基因斑马鱼运动视觉控制机制分析

• 批准号: 16700296
• 负责人: 佐藤 智美
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16700296/
• 关键词: ゼブラフィッシュ; 視蓋延髄路; ephrinB2; 逆行性シグナル伝達; 視覚運動変換; 運動地図; brn3a; Brn3a

これまでに私は、網膜神経核細胞と視蓋深層の神経細胞で主に発現するbrn3a遺伝子のプロモーター制御下で、Cre-loxPとGal4VP16-UASシステムを組み合わせ、効率的に単一視蓋神経細胞を標識する実験系を確立した。この実験系を用いて、視蓋における神経細胞の細胞体の位置と、後脳における軸索の最終投射先をマップしたところ、2次元的分布を示す投射パターンが存在することを示した。本年度は、さらに統計学的解析を行ったところ、後脳分節r2とr6へ投射する神経細胞の分布が、視蓋前後軸に沿って有意に異なることを明らかにした。視蓋後部領域を設定し、後部と非後部の各領域間でr2へ投射する神経細胞の出現頻度を比較したところ、後部視蓋領域で有意に高いことが示された。次に、r2へ投射する神経細胞の出現頻度がどのような分子機構に依存しているのかを解明するため、ephrinB2に着目した。昨年度の報告により、単一神経細胞標識系を用いてゼブラフィッシュephrinB2遺伝子を外来性に発現させると、後脳r2分節へ投射する神経細胞が有意に増加することを示した。視蓋各領域でr2へ投射する神経細胞の出現頻度は、非後部領域で野生型後部領域と同程度に増加しており、野生型で見られた視蓋領域間の差が消失していた。このことは、ephrinB2遺伝子が後脳r2分節へ投射する神経細胞の出現頻度に関与することを示唆した。ephrinBリガンドとEph受容体は、リガンドと受容体の相方向性にシグナルを伝達することが知られている。本年度は、ephrinB2の機能が逆行性シグナル伝達を介して行われているかを調べるため、同様の手法でドミナントーネガティブ型ephrinB2を過剰に発現させたところ、r2へ投射する神経細胞の出現頻度が有意に減少し、野生型非後部領域と同程度になることが示された。以上の結果は、ephrinB2が視蓋から後脳分節r2への投射する神経細胞の出現頻度決定に関与し、その機能は逆行性シグナル伝達を介して行われていることを示している。

到目前为止，我已将Cre-loxP和Gal4VP16-UAS系统在brn3a基因的启动子控制下结合起来，有效地生成单个顶盖神经元，该基因主要在视网膜核细胞和视顶盖深层神经元中表达。建立了标记实验系统。利用该实验系统，我们绘制了视顶盖神经元细胞体的位置和后脑轴突的最终投影目的地，发现存在二维分布的投影模式。今年，进一步的统计分析显示，投射到后脑节段r2和r6的神经元沿顶盖前后轴的分布存在显着差异。我们设置后顶盖区域，比较后顶盖区域和非后顶盖区域神经元投射到r2的频率，发现后顶盖区域神经元投射到r2的频率明显更高。接下来，我们重点关注 ephrinB2，以阐明投射到 r2 的神经元出现频率所依赖的分子机制。去年的报告显示，使用单一神经元标记系统外源表达斑马鱼 ephrinB2 基因，显着增加了投射到后脑 r2 段的神经元数量。在非后部区域中，视顶盖每个区域中投射到r2的神经元的频率增加到与野生型后部区域相同的程度，并且在野生型中观察到的顶盖区域之间的差异消失。这表明 ephrinB2 基因与投射到后脑 r2 节段的神经元频率有关。已知 EphrinB 配体和 Eph 受体以相互定向的方式传递信号。今年，为了研究ephrinB2的功能是否是通过逆行信号转导来进行的，我们使用类似的方法过表达显性失活的ephrinB2，并且发现投射到r2的神经元的出现频率显着增加。减少至与野生型非后部区域相同的程度。这些结果表明，ephrinB2 参与确定从视顶盖投射到后脑节段 r2 的神经元的频率，并且其功能是由逆行信号转导介导的。