共同研究・競争的資金等の研究課題 - 谷口 雅彦
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神経回路形成及び形態形成におけるCollapsin-1の分子機構解析
奨励研究(A)
研究期間:
1997年-1998年谷口 雅彦
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複雑な脳神経系において機能的な神経回路を形成するためには、神経軸索の正確な標的への投射が必須である。この正確な軸索投射においては、軸索先端の成長円錐が重要な役割をしている。成長円錐伸展抑制分子としてcollapsin-lが同定された。現在までにcollapsin-1は神経培養系及び発現様式の解析により、神経軸索の反発性ガイド分子であることが示唆されている。しかし、生体内で実際にco11apsin-lがどの神経回路形成に関与しているのかについては分かっていないので、co11apsin-1欠損マウスを作製し、生体内でのco11apsin-lの機能を明らかにすることを目的とした。 colIapsin-l欠損マウスは成長して交配可能であり、また、体が野生型と比べて小さいという特徴がある。collapsin-l欠損マウス胚を抗ニュ-ロフィラメント抗体を使用して全胚染色を行った。co11apsin-1欠損マウスの10.5日胚では脳神経において、三叉・顔面・舌咽・迷走・副神経の走行異常が認められたが、動眼神経では認められなかった。このことより、co11apsin-1は実際に生体内で反発性の軸索ガイド分子であり、また選択性があることが明らかになった。12.5日胚では、顔面の三叉神経の走行異常が観察され、目のレンズ小体にまで神経軸索が入り込んでいた。また、collapsin-lは軟骨に発現して...
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奨励研究(A)
研究期間:
1996年谷口 雅彦
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複雑な脳神経系において機能的な神経回路を形成するためには、神経軸索の正確な標的への投射が必須である。この正確な軸索投射においては、神経軸索先端の成長円錐(growth cone)が重要な役割をしており、成長円錐の伸長方向を制御する分子の存在が想定されている。現在までにcollapsin-1は神経培養系の実験により、成長円錐の抑制性ガイド因子(repulsive guidance cue)であることが示唆されている。しかし、生体内でcollapsin-1がどの神経回路形成過程に関わっているのかは分かっていない。そこで、collapsin-1欠損マウスを作製することにより、生体内でのcollapsin-1の神経回路形成過程での役割を明らかにし、その神経回路形成異常の脳機能への役割についての検討を試みた。 collapsin-1 欠損マウスは遺伝的背景が、CD-1とC57BL/6マウスである2種類を得た。CD-1系collapsin-1欠損マウスの多くは生後すぐに死亡した。このマウスの死亡原因について検討したところ心房中隔欠損が認められた。一方、C57BL/6系欠損マウスは大部分が成長し、心房中隔欠損は認められなかった。このように遺伝的背景により、形態異常に差が認められた。生き残る欠損マウスは、CD-1とC57BL/6系とも交配は可能である。また、collapsin-1の代わりにl...
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奨励研究(A)
研究期間:
1995年谷口 雅彦
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脳神経研究の中で神経回路形成過程の解明は最も重要な領域の一つである。ニワトリの脳においてクロ-ニングされたcollapsinは、神経回路形成において非常に重要である。growth coneの伸展を抑制し、また様々な種及び種内でファミリ-を形成している。Collapsinは神経回路形成に重要な役割をしていることが考えられるが、現在collapsinの生体内での役割は全く分かっていない。そこで、collapsinの生体内での役割を解明するために、collapsinのジ-ンタ-ゲティングを行うことを計画した。まず、マウスcollapsinのcDNAと開始コドンを含むエクソンを持つcollapsinゲノムDNAをクロ-ニングした。このゲノムDNAを用いてCre-loxPシステムを利用したタ-ゲティングベクタ-を作製した。方法は、collapsinのエクソンをloxPではさみ、その横にLaxZ、ネオマイシン及びloxPを結合させ、3'側にジフテリア毒素Aフラグメントを結合させ、タ-ゲティングベクタ-を作製した。このタ-ゲティングベクタ-をエレクトロポレ-ションで、ES細胞に導入して相同組換えを行い、collapsin遺伝子が改変されたES細胞を得た。その後、このES細胞にCre蛋白をtransientに発現させてloxPの組換えを起こさせ、目的とする3種類のES細胞を得た。現在はこのE...
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遺伝性無嗅脳症および多指症を示すPdnマウスの原因遺伝子の検索
奨励研究(A)
研究期間:
1994年谷口 雅彦
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Greig cephalopolysyndactly syndrome(GCPS)は、ヒトにおける水頭症・多指症を示す症候群であり、GLI3遺伝子の異常で起こることが示唆された。また、マウスにおけるGCPSの相同疾患としてExtra-toes(Xt)があり、Gli3遺伝子のdeletionが起きていることが証明された。一方、Polydactyly Nagoya(Pdn)マウスは、遺伝性無嗅脳症および多指症を示すマウスであり、Xtマウスの表現型と酷似している。さらに、Pdn遺伝子はXt遺伝子同様、第13番染色体上にあることも分かっている。これらのことから、PdnマウスはXtマウスのアレルである可能性が示唆される。そのため、Pdnマウスの原因遺伝子がGli3遺伝子である可能性が高いので、本研究では、PdnマウスのGli3遺伝子に異常があるかどうかを調査した。 初めに、PdnマウスのGli3遺伝子にXtマウスで報告されているような大きなdeletionがあるかどうかを確認するために、Gli3遺伝子をプロ-ブとして、サザンブロットを行なった。サザンブロットでは、ノ-マルとPdn/PdnのGli3遺伝子で変異が認められなかった。次に、Gli3遺伝子の発現の高い胎生13日のノ-マルとPdn/PdnよりRNAを抽出し、ノ-ザンブロット・RNase protection assay・RT-P...