TOPポスター発表
 
シナプス可塑性
P3-7
構造的シナプス可塑性へのBDNF/proBDNF信号の関与:BDNF切断不全マウスによる追加証拠
櫻木 繁雄,冨永(吉野) 恵子,小倉 明彦
大阪大院・生命機能・神経可塑性生理学

We previously found in the stable cultures of the rodent hippocampus that repeated inductions of LTP and LTD lead to slowly developing long-lasting synaptic enhancement and suppression coupled with synapse formation and elimination, respectively. We call these structural synaptic plasticity phenomena RISE(repetitive LTP-induced synaptic enhancement)and LOSS(LTD-repetition-operated synaptic suppression). Regarding RISE and LOSS as model systems suitable for the cell biological analyses of memory consolidation, we are analyzing the mechanisms underlying RISE and LOSS. By using function-blocking antibodies to neurotrophin receptors, we concluded that RISE is mediated by BDNF(brain derived neurotrophic factor)-TrkB signaling pathway, while LOSS is mediated by proBDNF(BDNF precursor)-p75NTR signaling pathway.
To obtain further support for this conclusion, we used here a transgenic mouse line which has a cleavage-resistant site in proBDNF protein and thus lacks mature BDNF(kindly provided by Dr. M. Kojima(AIST)). The hippocampal slice culture prepared from the homozygous transgenic mouse failed to produce RISE upon repeated application of forskolin(adenylate cyclase activator). By the exogenous application of BDNF coupled with forskolin, RISE-like synaptic enhancement occurred, indicating that the culture is not devoid of the capability of synapse formation. The culture failed to produce LOSS upon repeated activation of metabotropic glutamate receptor, either. This is explained on account of the occlusion, since the magnitude of EPSP was already low.
P3-8
海馬興奮神経のシナプスの形成はTREM2とC1qの発現に依存する
大谷 嘉典,デイビス ディージャ,スロニオウスキー スラヲミル,ヘルナンデス アルフレッド,エーテル イリナ,カルソン モニカ
カリフォルニア大学リバーサイド校医学部生物医学研究科

Lack of a functional TREM2-DAP12 signaling pathway causes early onset cognitive dementia in humans evident by the third decade of life. Although the clinical presentation initially suggested a neuronal defect, we find that within the CNS, TREM2 expression is detected in microglia. The mutations in the ligand binding pocket of TREM2 are linked with increased risk for Alzheimer's and Frontal Temporal Lobe Dementia. Why does a defect TREM2 in microglia lead to neurologic disorder? In addition, Complement cascade components C1q and C3 were shown to be necessary for pruning of synapses by microglia during development. Therefore, we hypothesized microglial TREM2 and C1q would both regulate hippocampal synapse formation with normal development. Here using immunohistochemistry, we find that postnatal maturation of hippocampal vGlut1+ excitatory synapses is inhibited in TREM2 KO mice. Strikingly, the inhibition of the normal developmental increase in vGlut1+ synapses in unmanipulated TREM2 KO mice is similar to that observed in wild-type mice subjected to systemic inflammation during post-natal development. Because microglial stripping of synapses has been reported to be dependent on C1q, we tested whether inhibition of vGlut1+ synapse formation in both systemic inflammation initiated by intraperitoneal LPS injection and TREM2 KO mice was C1q dependent. We found that LPS but not TREM2 deficiency triggered inhibition of vGlut1+ synapse formation was C1q dependent. Taken together these data indicate that TREM2 and C1q both regulate hippocampal synapse formation.
P3-9
胎生期高濃度男性ホルモン被曝マウスのシナプスのin vivo 2光子イメージング
畑中 悠佑,和田 圭司,株田 智弘
(独)精神・神経医療研究センター・神経研究所・疾病四部

 本研究では、精神神経疾患を惹起する環境要因のなかでも、患者当人にとって不可避かつ多大な影響を及ぼす因子の1つである、'母胎環境'に着目した。種々のストレスや肥満に伴う多嚢胞性卵巣症候群などにより、母胎のホルモンバランスに異常を来すことで、後の子どもの行動に影響を及ぼすことが知られている。本研究では、母胎の男性ホルモン濃度の増加が子どもの脳発達にもたらす影響を、産仔マウス脳のin vivo 2光子イメージングにより、シナプスを可視化することで評価した。病態時にはシナプスの動態(生成・消滅など)が亢進し、神経ネットワークが不安定化することが知られており、in vivoイメージングによりその解析を可能とした。妊娠16-18日目に1 mg/dayでテストステロンを皮下注射した母胎より得られた産仔の頭蓋骨を薄く削り、2光子レーザー励起顕微鏡により観察した。このとき、蛍光ラベルした皮質第5層錐体神経細胞の第1層樹状突起上にあるスパイン(シナプス後部)の、24時間前後の動態と形態を解析した。その結果、胎生期高濃度男性ホルモン曝露マウスでは、幼若期(4週齢)と若年期(8週齢)で、ともにスパイン密度が増加しており、特に幼若期においては、細長く未発達のスパインが特異的に増加していた。このことは、病的に過剰な神経ネットワークが形成されていることを示唆する。また、幼若期ではスパインの消滅率が増加し、若年期では生成・消滅率ともに増加していた。これらは神経ネットワークが不安定化していることを意味する。通常、シナプスは発達とともに安定化するため、このマウスでは、シナプスの発達、すなわち神経ネットワークの形成に異常が生じていることが示唆される。本研究結果から、母胎のホルモン環境が産仔の脳発達に、出生後も持続的に影響を及ぼし続けることが明らかとなった。