Elucidation of mechanisms underlying involvement of neurotrophic factors in visual cortical plasticity using RNA interference

利用 RNA 干扰阐明神经营养因子参与视觉皮层可塑性的潜在机制

• 批准号: 19300117
• 负责人: TSUMOTO Tadaharu
• 金额: $ 11.9万
• 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 Scientific Research (B)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19300117/
• 关键词: 脳; シナプス; 可塑性; 大脳皮質; 視覚野; 発達; 神経

研究成果の概要:大脳皮質視覚野で片目遮蔽後にみられる両眼反応性変化やシナプス長期増強(LTP)は発達脳可塑性の代表的な例として古くより研究されてきたが、従来の方法では種々の限界があった。本研究は、新しく開発されたRNA干渉法をマウス脳に適用し、視覚野可塑性のメカニズム解明をめざした。まず、脳由来神経栄養因子(BDNF)の発現を抑えるsmall interfering RNA (siRNA) を使い、BDNFの発現を抑えた視覚野標本の作製を試みた。その結果、使用した電気穿孔法では siRNA が十分に視覚野ニューロンに入らずBDNFの発現を完全に抑えることができなかった。しかし、薬理学的方法で代謝型グルタミン酸受容体(mGluR5)がLTP誘発に関与していることを発見し、さらに、mGluR5の活性化によって生じた内因性カンナビノイドが視覚野の可塑性に関与しているという予想外の知見を得た。

研究结果总结：大脑皮层视觉皮层单眼遮挡后观察到的双眼反应性和突触长时程增强（LTP）的变化长期以来一直被作为发育性大脑可塑性的代表性例子进行研究，但常规方法无法进行研究一个限制。本研究旨在通过将新开发的RNA干扰方法应用于小鼠大脑来阐明视觉皮层可塑性的机制。首先，我们尝试使用抑制脑源性神经营养因子（BDNF）表达的小干扰RNA（siRNA）来制作BDNF表达受到抑制的视觉皮层样本。结果，所使用的电穿孔方法不允许足够的siRNA进入视觉皮层神经元，从而无法完全抑制BDNF的表达。然而，通过药理学方法，我们发现代谢型谷氨酸受体（mGluR5）参与LTP诱导，此外，mGluR5激活产生的内源性大麻素参与视觉皮层可塑性，获得了意想不到的发现。

项目成果

Trafficking of BDNF in axons and dendrites of cortical neurons, analyzed by live-cell imaging

通过活细胞成像分析 BDNF 在皮质神经元轴突和树突中的运输

• 发表时间: 2007
• 作者: Tsumoto T;Adachi N.
• 通讯作者: Adachi N.

Regulation of excitability and plasticity by endocannabinoids and PKA in developing hippocampus

内源性大麻素和 PKA 对发育中海马的兴奋性和可塑性的调节

• 发表时间: 2008
• 期刊: Proc Natl Acad Sci (USA)
• 作者: 安田浩樹;Yan Huang;Tadaharu Tsumoto
• 通讯作者: Tadaharu Tsumoto

Roles of endocannabinoids in heterosynaptic long-term depression of excitatory synaptic transmission in visual cortex of young mice

• DOI: 10.1523/jneurosci.0899-08.2008
• 发表时间: 2008-07-09
• 期刊: JOURNAL OF NEUROSCIENCE
• 影响因子: 5.3
• 作者: Huang, Yan;Yasuda, Hiroki;Tsumoto, Tadaharu
• 通讯作者: Tsumoto, Tadaharu

Activity-dependent trafficking of BDNF in axons of cortical neurons and an antagonizing action on endocannabinoid-mediated suppression of transmitter release at presynaptic sites

皮质神经元轴突中 BDNF 的活动依赖性运输以及对内源性大麻素介导的突触前递质释放抑制的拮抗作用

• 发表时间: 2008
• 作者: Masuo;Y;Tsumoto T
• 通讯作者: Tsumoto T