(57)【要約】【課題】  本発明は、脳内物質を回収し、さらに回収された脳内物質を分析し、脳の可塑性、神経回路系に関する新たな知見を与え得る装置を提供することにある。【解決手段】  本発明の脳内物質の回収装置は、脳内の上流の神経核へ刺激を行なうことを意図する刺激手段と、前記刺激手段による刺激を伝播する刺激伝播経路中に存在する下流の複数の神経核に取り付けることを意図する脳内物質回収手段とを有することを特徴とする。また、本発明のモデルマウスは、脳内の上流の神経核への刺激を行なうことを意図する刺激手段と、前記刺激手段による刺激を伝播する刺激伝播経路内に存在する下流の複数の神経核に取り付けることを意図する脳内物質回収手段とを有することを特徴とする。さらに、本発明のシグナル伝達系物質の分析方法は、上記モデルマウスを用いたことを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
脳内の上流の神経核へ刺激を行なうことを意図する刺激手段と、前記刺激手段による刺激を伝播する刺激伝播経路中に存在する下流の複数の神経核に取り付けることを意図する脳内物質回収手段、とを有する脳内物質の回収装置。
【請求項２】
前記刺激手段が、電気的刺激によることを特徴とする請求項1記載の装置。
【請求項３】
上流の神経核が、扁桃体である請求項１又は２項に記載の装置。
【請求項４】
前記下流の複数の神経核が、海馬、視床、大脳皮質である請求項１〜３項に記載の装置。
【請求項５】
脳内の上流の神経核への刺激を行なうことを意図する刺激手段と、前記刺激手段による刺激を伝播する刺激伝播経路内に存在する下流の複数の神経核に取り付けることを意図する脳内物質回収手段、とを有するモデルマウス。
【請求項６】
請求項5記載のモデルマウスを用いた神経細胞内の情報伝達物質の分析方法。
【請求項７】
神経細胞内のシグナル伝達系物質の分析を、前記下流の神経核及びその近傍の脳内物質を分析することにより行なう請求項６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脳内物質の回収装置及びモデルマウス並びに当該モデルマウスを用いたシグナル伝達物質の分析方法であって、特に、神経核への刺激を利用した脳内物質の回収装置及びモデルマウス並びに当該モデルマウスを用いたシグナル伝達物質の分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
神経ネットワークは、さまざまな指令を発する中枢神経とそれを伝達する末梢神経に大別される。神経系の細胞はニューロン(神経細胞)とニューロンの働きを助けるグリア細胞に分けることができる。ニューロン同士はシナプスと呼ばれる接合部位を介して連絡している。一つのニューロンは、数千以上のシナプスから情報が化学的信号である神経伝達物質として伝達され、その情報を細胞体と樹状突起にあるイオンチャネルで受容する。その結果ニューロン内では膜電位の変化を生じ、発生した活動電位が軸索にそって神経末端に送られる。ここに多くの分子が関与し、それらの相互作用により情報の伝達効率の変化(可塑性)が生ずる。このようなニューロンの働きによって、学習、記憶、思考といった高次の機能が発揮されている。
【０００３】
中枢神経系には、脳及び脊髄が含まれる。このうち脳は、複雑な神経回路網により成り立っており、外界の変化に適応しながら血液循環や呼吸といった生命維維持に不可欠な機能や本能的欲求などだけでなく、認識、運動制御、意識、情動、記憶学習などの高次機能など知情意のすべてを司る。
【０００４】
例えば、学習、記憶の細胞レベルでの基礎過程を例にあげれば、神経可塑性に伴った神経回路の改変、新生が知られている。これは、長期的、持続的な神経の可塑的変化に伴い、神経細胞が新たに神経連絡を持つようになり、今までの連絡経路を変更しながら、協調性のある機能発現を示すようになり、結果として、記憶学習能力を獲得するようになることである。
【０００５】
近年、完成された成体の脳にも神経幹細胞が存在し、新しい神経細胞が生まれることが判ってきた。その一方で、殆どの脳内神経細胞は生後すでに決定されており、神経可塑性が脳の障害や変性疾患からの回復に役立っている。また、可塑性反応が過剰であるか、又は、コントロール下から外れた場合には、てんかんやストレス障害などの脳の機能的障害を生じる。
【０００６】
このように神経の可塑的変化を分子レベルでみると、種々の細胞内外の情報伝達機構が関わっていると考えられる。
【０００７】
近年、T細胞と抗原提示細胞間の情報伝達部位は、機能様式が神経細胞のシナプスに似ていることから、immunological synapseと呼ばれている。一方、古くから、リンパ球の活性化にレクチンが代用されており、immunologizal synapse における糖鎖分子の作用が示唆されていた。最近の知見で、ST３Gal  IがCD８やCD43のシアル酸を付加することが、CD8＋T細胞の抗原認識能や活性化・メモリーT細胞への分化に深く関わっており、この現象が、ST3Gal  Iの発現量の減少に依存することが明らかとなっている(Cell(2001)107:501、Immunity  (2000)12:273)。
【非特許文献１】Cell(2001)107:501、Immunity(2000)12:273
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述の脳内物質を回収する方法は、刺激伝播経路にあたる複数の神経核から回収することができなかった。その上、特に小型動物であるマウスを利用したものは、不可能であると考えられていた。
【０００９】
また、脳の構造的特徴のために、すなわち、脳は、複雑に入り組んだ神経回路網によって成立し、特定の神経領域においても、機能が異なる神経細胞・グリア細胞等の異種集団から構成されているために、分子レベルでの機能発現機構及び情報伝達メカニズムに関する研究報告がほとんど行なわれていないのが現状である。
【００１０】
上述の神経核からの物質を回収し、分析することが可能であれば、脳の可塑性に関する新たな知見を見出すことができると共に、神経回路系のメカニズムに関してもより多くの情報を得ることができる。
【００１１】
そこで、本発明は、脳内物質を回収し、さらに回収された脳内物質を分析し、脳の可塑性、神経回路系に関する新たな知見を与え得る装置、及び分析方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、発明者らは、一連の神経回路系において、刺激の伝播経路中の神経核の重要性に着目し、モデルマウスを利用して鋭意研究した結果、本発明の脳内物質の回収装置、モデルマウス及び当該モデルマウスを用いた情報伝達物質の分析方法を見出すに至った。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の装置によれば、一連の刺激伝播経路中に存在する神経核に生じる情報を連続的に把握し得るという有利な効果を奏する。
【００１４】
また、本発明のモデルマウスは、刺激伝播経路内の複数箇所の神経核から、刺激に対応した脳内物質を回収することができる。これによって、刺激伝播経路内の物質の変化及び経路内での物質輸送のアルゴリズムを特定の神経回路内で解析することができるという有利な効果を奏する。
【００１５】
また、本発明によれば、新規脳内物質の発見に役立たせることができるという有利な効果を奏する。
【００１６】
また、本発明によれば、薬剤効果を刺激応答時に複数箇所で調べることができるという有利な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の脳内物質の回収装置は、脳内の上流の神経核へ刺激を行なうことを意図する刺激手段と、前記刺激手段による刺激を伝播する刺激伝播経路中に存在する下流の複数の神経核に取り付けることを意図する脳内物質回収手段、とを有する。ここで、上流とは、神経系内を流れる情報の源を主として意味し、例示すれば、刺激を与えた部分ということができる。下流は、情報が送られてくる源、いわゆる情報源を、受け取る側を主として意味する。扁桃体―海馬―視床―大脳皮質で構成される大脳辺縁系を用いて、説明すれば、刺激を扁桃体に加えた場合には、扁桃体側が上流を意味し、大脳皮質側は逆に下流を意味する。
また、刺激手段は、神経回路の情報の流れを見るための刺激を与えるためのものであり、上流の神経核へ刺激を与えることが可能であれば、特に限定されるものではない。このような刺激としては、電気刺激、限局部位への薬剤投与、限定神経回路切断、学習等を挙げることができる。刺激としては、電気的刺激を用いるのが好ましい。
【００１８】
電気的刺激に用いる電極としては、種々挙げることができ、特に限定されるものではない。例えば、タングステン、焼結チタン、焼結窒化チタン、及びマイクロポーラス炭素又は黒鉛を材料に微細孔電極などを使用することができる。電極は、表面積を広げるために電極表面を研磨等してもよい。その他、チタン、白金、イリジウムなどを用いた多孔性のものを使用してもよい。要するに、当該刺激手段は、目的とする脳内物質、神経回路網など諸般の事情によって、適宜変更して使用するべきものであり、本発明において上述のもの、又は必要性に応じて他の素材の刺激電極を使用することができる。但し、動物内に設置する場合には、劣化を防止するという観点から、好ましくは、タングステン線を挙げることができる。
【００１９】
また、脳内物質回収手段は、刺激手段による刺激を伝播する刺激伝播経路中に存在する下流の複数の神経核に取り付けられる。本装置は、上流の神経核からの情報がどのように伝播され、下流の神経核にどのような指示を与えるのかを把握できるばかりでなく、脳の可塑性のメカニズム、当該可塑性に関与する種々の新規情報伝達物質をも把握することが可能である。このような新規情報伝達物質の知見によって、種々の疾患の原因を解明することも可能である。
【００２０】
本発明に適用可能な神経回路としては特に限定されず、種々の神経回路系に対して適用可能である。例えば、神経回路系としては、以下の実施例においては、扁桃体−海馬―視床―大脳皮質の大脳辺縁系を挙げているが、その他に、視覚系、聴覚系などを含む知覚系、運動系なども挙げることができる。
【００２１】
次に、本発明のモデルマウスについて説明する。本発明のモデルマウスは、脳内の上流の神経核への刺激を行なうことを意図する刺激手段と、前記刺激手段による刺激を伝播する刺激伝播経路内に存在する下流の複数の神経核に取り付けることを意図する脳内物質回収手段、とを有する。
【００２２】
本発明に係るモデルマウスは、上述の刺激手段、脳内物質回収手段とを有していれば、特に限定されることはない。通常のマウス(何ら処理されていない野生型マウス)はもちろんのこと、目的に応じて、ノックアウトマウス、ノックインマウス、トランスジェニックマウスを作製後、刺激手段、脳内物質回収手段を設置してもよい。また、これらはマウスに限定されず、他の動物においても適用可能である。
【００２３】
本発明においては、また、当該マウス等の動物を使用して、神経細胞内の情報伝達物質の分析をすることができる。本発明の分析方法は、動物を使用するものである。このような情報伝達物質としては、アセチルコリン、カテコールアミン、セロトニン、ヒスタミン、アデニンヌクレオチドのほか、グルタミン酸、GABA、グリシン等のアミノ酸を挙げることができる。
【００２４】
例えば、ある特定遺伝子の発現、視床神経細胞、及び当該神経連絡経路の可視化し、細胞間及び細胞外環境における分子レベルでの解明を目的とする場合、野生型の上記マウス等の動物、又は当該特定遺伝子を改変した上記マウス等の動物を使用して行なうことができる。本発明においては、上記マウス等の動物を利用して、神経細胞、グリア細胞、血管内皮細胞、脈絡膜内皮細胞等由来の情報伝達物質の分析を行なうことができる。例えば、これら細胞内の情報伝達物質の分析を、脳内の上流の神経核への刺激が伝播される経路中に存在する下流の複数の神経核及びその近傍の脳内物質を分析することにより行なうことができる。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は、下記実施例に限定して解釈される意図ではない。
【００２６】
実施例１
まず、分子レベルでの神経回路系におけるメカニズムを解明するために、モデル動物としてマウスを用いて、情報伝達メカニズムを調べた。
【００２７】
糖鎖修飾が様々な生命機能に関与し、特に、免疫系・癌転移に関しては、細胞間及び細胞外環境における糖鎖分子の認識・応答シグナルが、細胞内情報伝達系へ伝わる仕組みの解明が進められていることから、糖鎖分子に着目した。糖鎖構造は、下等動物とヒトを含む哺乳動物とはかなり異なる。例えばハエ・線虫は、一連の個体・細胞・分子レベルの解析に有効であるが、シアル酸をほとんど持たないという特色がある。
【００２８】
また、発生・分化や癌化の誘導には、様々な遺伝子発現の変動を伴うが、近年、生命現象に関わるシグナル伝達系の初発段階に糖鎖が関与している例があげられてきた。例えば、Notchシグナルは、細胞の運命決定に重要な役割を果たす。このNotchシグナルは、糖転移酵素であるFringeがNotchのO-fucoseへアセチルグルコサミンを付加することから始まる。そしてこのNotchシグナルは、fringeの発現場所・時期に厳密に支配され、その後、多くの因子（Notch自身,Delta, Serrate, Wingless等）の発現誘導や抑制が生じる (Segmentation Clock)。また、ST3Gal Iの基質分子であるCD43やそのCD43に結合するmoesinが、T細胞の活性化や癌化に伴い発現変動を示すことも知られている。一方で神経系においても、プロテオグリカン・syndecan-2に結合するPDZ domain protein・CASKは、Linを介してNMDAレセプターに結合している。このCASKが、T-box転写因子と共に核に入り、遺伝子発現の調節を行っている可能性が示唆されている。また、成熟脳の神経細胞膜上に局在するプロテオグリカン・glypicanやbiglycanが、直接核に移行する知見も報告されている。しかしながら、神経系において、糖鎖修飾とシグナル伝達系を結びつける知見はない。神経の可塑的変化に連動した発現上昇を示す、ST3Gal IVに関連したシグナル伝達系が存在する可能性は高く、ST3Gal IVの発現に連動した発現誘導や抑制を示す因子の存在が予想される。
【００２９】
また、糖鎖分子は、一連の糖転移酵素群の連携により合成される。従って、糖鎖分子を介した機能発現は、糖転移酵素の発現場所・時期に支配されると考えられる。加えて実際の免疫系・癌転移における実験系に関しては、同種の免疫担当細胞やがん細胞を、培養系（in vitro）で増殖させることができ、さらに動物体内（in vivo）に戻すことも可能であることから、個体レベルから細胞・分子レベルまでの解析が可能である。
【００３０】
脳の複雑な構造的特徴から、１．ある糖鎖機能分子を発現する神経細胞及びその神経連絡の脳内(in vivo)での可視化、２．培養系における、可視化した神経細胞集団の分離、３．脳内及び培養系で可視化した神経細胞内において、糖鎖を介したシグナル伝達系に関与し得る候補分子の観察を可能にすれば、神経系においても、個体・細胞・分子レベルにわたる情報伝達メカニズムの解析が可能となることが予想される。
【００３１】
本発明者らは、１．α2,3-シアル酸転移酵素（ST3Gal IV）が、成熟マウス脳内において、２％視床神経細胞と小脳下顆粒細胞層・一層の顆粒細胞にのみ発現すること、２．視床における発現はキンドリングのステージの進行に伴った上昇を示し、そして神経可塑性が獲得された最終段階で、２１％の視床神経細胞がその発現を示すこと、３．この発現上昇は、現存する他のα2,3-シアル酸転移酵素には観察されないこと、４．２次元電気泳動法により、ST3Gal IVの基質となりうる２種の糖蛋白質が、視床の投射先（大脳皮質）で４６倍・６０倍の発現上昇を示すことを明らかにしている。
【００３２】
そして、視床は、感覚系・運動系・大脳辺縁系の各脳領域からの情報の多くを受け、大脳皮質にその情報を伝播する。腫瘍・栄養血管障害による機能消失例からも、重要な脳の中継・統合中枢であることがわかる。ST3Gal IVが、この視床神経細胞に限定した発現を示すこと、そして刺激に応答した著しい発現上昇を示すことから、ST3Gal IVによりシアル酸付加を受ける糖鎖分子が、視床・中継核の機能発現に寄与する可能性は高いことが予想される。
【００３３】
図１は、マウスの歯状断面図を示し、キンドリングマウスにおける神経の可塑性を示す。それぞれ左から、行動、脳派、遺伝子発現の様子、微細形態を示す。右の写真の微細形態において、Shamがコントロールを示し、Kindlingがキンドリング処理したものを示す。また、Dendraiteは、樹状突起を示す。キンドリング処理したものにおいて樹状突起の発達が観察された。
【００３４】
図３及び図５により具体的な概要を示した。図３は、キンドリングマウスの調製を示す。図中、Complex Neural Cicuit は、複雑な神経回路を示す。回路の抽出物として、キンドリング扁桃体を用いた。Hipは海馬を示し、Thalamusは視床を示し、Cingulateは、大脳皮質を示す。また、図５は、マウスに刺激を行なう場合の一実施態様を示す図である。図５の写真に示すように刺激を与えるプローブと当該プローブを固定する固定手段(セメント)によって、ガイド等を固定することができる。マウス用のマイクロダイアリシスプルーブを複数個脳内に埋めるため、ガイドをねじで閉じることをやめ、ガイド内とダミーを固定する。実際に脳内物質回収日の前日にダミーを外し、プローブを埋める。今回ガイドの直径を0.3mmとした。
【００３５】
当該装置より、刺激の伝播経路に位置する3点の神経核から脳内物質を回収し、また、脳質内液も回収した。また、脳室内液も回収することで分子量の大きい分子も検討することができた。今回、既知のグルタミン酸・グリシン・GABAが、各神経核中に存在するか、刺激に応じて、どのように変化するのか測定することができた。
【００３６】
また、神経回路系への変化として、キンドリングにおいて、Dendlite(樹状突起)の発達が顕著であることが分かる。糖鎖分子は一連の糖転移酵素群の連携により合成されることから、糖鎖分子を介した機能発現は、糖転移酵素の発現場所・時期に支配されると考えられる。
【００３７】
また、キンドリングマウスにおける神経の可塑性についても調べた。結果を図１に示す。それぞれ左から、行動、脳波、遺伝子発現の様子、微細形態を示す。右の写真の微細形態において、Shamがコントロールを示し、Kindlingがキンドリング処理したものを示す。視床におけるST3Gal  IVシグナルの増強が、行動変化や脳波の推移に連動していることが分かる。これによって、特定の神経回路系に刺激を与えることによる、神経回路の可塑性の過程において、特に樹状突起の形成が顕著であること判明した。
【００３８】
当該装置を用いて、実際に刺激と神経回路系への影響を調べた結果を示すのが、図６である。図６は、キンドリング処理後の樹状突起の幅の増加を示す。図６(a)中、Molecular layerは、分子層を示し、Granular Layerは、顆粒層を示す。(Hylusは、多形細胞を示す。左図の写真が、キンドリング処理したもの(Kindling)を、右の写真がコントロール(Sham)示す。図６（ｂ）は、キンドリング処理した場合及びコントロールの場合の樹状突起の比較を示す。
【００３９】
図２は、本発明の脳内物質の回収装置に適用可能な神経回路系の図説を示す。扁桃体へのキンドリング刺激により、刺激伝播経路上の海馬、視床、大脳皮質における脳内物質、その影響を調べた結果、原形質膜上のグリカンの作用が明らかとなった。
【００４０】
特定の神経回路内で刺激を与えた場合に生ずる神経細胞内での神経可塑性について、さらに調べることができた。以下では、樹状突起の異常、糖タンパク質・糖脂質のシアル酸化の神経可塑性の影響を調べた。
【００４１】
まず、キンドリングによるてんかん獲得後の海馬歯状回・顆粒細胞層と扁桃体海馬移行野における樹状突起の異常について、調査した。
【００４２】
扁桃体キンドリングは、人の側頭葉てんかんのモデルである。これについて説明すれば、一日１回軽微な電気刺激を加えたときに、最初はわずかな部分発作反応しか示さなかった動物が、刺激回数につれて発作症状の加重と後発射（afterdischarge）の延長をきたし、ついには全身痙攣発作にいたる。キンドリング形成には電気刺激そのものでなく、後発射の出現が重要である。また、この辺縁系における後発射は、永続的に獲得される。この系において、本発明者は、キンドリングにより誘導される痙攣発作獲得後のマウスにおいて、樹状突起の変化を調べた。まず、抗MAP-2抗体を用いた蛍光抗体法により、電極挿入側とは反対側の海馬や扁桃体の免疫組織化学染色を行った。MAP2とは、神経細胞の細胞体と樹状突起のマーカーである。染色の結果、キンドリング獲得後には、海馬歯状回・顆粒細胞及び扁桃体海馬移行野の神経細胞が、近位樹状突起の肥大を示した。この樹状突起の形態変化をさらに詳細に解析するため、電子顕微鏡レベルで刺激反対側を観察した。その結果、海馬歯状回・顆粒細胞及び扁桃体海馬移行野の神経細胞において、キンドリング獲得後、重合した微小管を含む樹状突起の数の増加樹状突起の断面の肥大が観察された。また、海馬歯状回・顆粒細胞に限定して、樹状突起間の束化が観察され、樹状突起間にpuncta adhaerentiaが観察された。さらに、海馬歯状回における樹状突起の肥大は、尾側よりも吻側の顆粒細胞で、よりその肥大が顕著であった。これらの結果は、成熟脳のある特定の領域内で、てんかん発作に連動した構造可塑性の一部として、微小管に富んだ樹状突起の肥大が生じることが判明した。
【００４３】
このように本発明のモデルマウスを用いて脳内物質の検出及び神経細胞内の分析を行なうことが可能となった。
【００４４】
次に、キンドリングによるてんかん獲得後のマウス海馬において、誘導されたシアル酸転移酵素mRNAの発現変動についても、調べた。
シアル酸は、さまざまな生命現象において、重要な役割を演じ、脳においても、糖たんぱく質・糖脂質のシアル酸化が神経可塑性に影響することを示唆する例がいくつかある。
【００４５】
糖鎖構造にシアル酸化するシアル酸転移酵素が、１９種類存在するが、それぞれいくつかは、基質特異性がオーバーラップしている。それ故、シアル酸転移酵素の発現分布が、特定の糖鎖構造へシアル酸を付加する重要な要因になっている。
【００４６】
実際に、成熟脳・海馬に発現するシアル酸転移酵素をRT-PCR法によりスクリーニングしたところ、７つのシアル酸転移酵素：ST3Gal I-IV, ST8Sia IV, ST65Gal I, ST6GalNAc IIが海馬に発現することがわかった。また、in situ ハイブリダイゼーション組織化学法によると、個々の細胞が、それぞれ適切なシアル酸転移酵素を発現していることを示唆した。さらに、扁桃体―キンドリングによりいくつかのシアル酸転移酵素の海馬での発現は、神経可塑性に連動した発現変動を示していた。例えば、ST3Gal IVとST6GalNAc II mRNAsは発現上昇を、ST3Gal IとST8Sia IVは、発現減少を、またそれ以外のST3Gal II, ST3Gal III, ST6Gal Iは、変動しなかった。これらの結果から、シアル酸転移酵素の発現が、生理学的な活性によって制御されており、神経可塑性に深く関わっていることが示唆された。
【００４７】
次に、成熟マウス脳において、６種のα2,3-シアル酸転移酵素（ST3Gal I-VI）の領域特異的・てんかん誘導依存性発現についても、調べた。
【００４８】
シアル酸化糖鎖構造は、さまざまな生物学的機能発現に重要な役割を示し、そのシアル酸化を受けた糖鎖構造は、脳においても観察されており、シアル酸付加が神経可塑性に何らかの影響を与える可能性が提案された。しかしながらこの脳におけるシアル酸付加の役割を明らかにするため、シアル酸付加を示す神経細胞をまず決定する必要があった。
【００４９】
そこで発明者は、in situ ハイブリダイゼーション組織化学法により、まずは、α2,3-シアル酸転移酵素（ST3Gal I-VI）のmRNAsの脳内分布を明らかにした。またこの脳内分布は、生理学的な刺激がある場合とない場合で比較した。まずわかったことは、領域特異的な発現分布をそれぞれの転移酵素が示した。ST3Gal II, III, V mRNAsは、脳中の神経細胞に発現した。一方で、ST3Gal I, IV, VI mRNAsは、限定された脳領域でのみ発現した。次に、これら６種のシアル酸転移酵素のmRNA発現が、刺激応答性であるかどうかを調べるために、発明者らは、キンドリングによるてんかん誘導における効果を検討した。その結果、視床におけるST3Gal IVの発現レベルの上昇が、特に顕著であった。また、視床前核において、ST3Gal IV発現神経細胞の数が、てんかん獲得のステージの進行にしたがって２−２１％に増加した。さらに、ウエスタンブロッティング及び免疫組織化学法により、ST3Gal IVの最終産物がやはり、キンドリング獲得後、著しく上昇した。これらの結果は、いつどこで、シアル酸化糖鎖構造が、神経可塑性に伴って機能するのかを明らかにする分子生物学的基盤を提供している。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明によれば、バイオサイエンス分野の中で、脳科学全般の基礎研究に利用可能であり、創薬の検定、製薬系に大いに利用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、キンドリングマウスにおける神経の可塑性を示す。それぞれ左から、行動、脳派、遺伝子発現の様子、微細形態を示す。右の写真の微細形態において、Shamがコントロールを示し、Kindlingがキンドリング処理したものを示す。視床におけるST3Gal  IVシグナルの増強が、行動変化や脳波の推移に連動しているが分かる。
【図２】図２は、本発明を適用可能な神経回路系の図説を示す。図中、１）Complex Nneural Cicuit は、複雑な神経回路を示す。回路の抽出物として、キンドリング扁桃体を用いた。Hipは海馬を示し、Thalamusは視床を示し、Cingulateは、大脳皮質を示す。２）Orchestration of neural connection では、神経連結の組織化を示す。３）Contribution of Glycan on Plasmaembraneでは、原形質膜上のグリカンの働きを示す。
【図３】図３は、キンドリングマウスの調製を示す。図中、Complex Nneural Cicuit は、複雑な神経回路を示す。回路の抽出物として、キンドリング扁桃体を用いた。Hipは海馬を示し、Thalamusは視床を示し、Cingulateは、大脳皮質帯状回を示す。
【図４】図４は、本発明の一実施態様における脳内物質の回収装置の概略を示す。Kindling Stim.は、キンドリング刺激の略である。Micro-dialysisはマイクロ透析の略である。
【図５】図５は、マウスに刺激を行なう場合の一実施態様を示す図である。
【図６】図６は、キンドリング処理後の樹状突起の幅の増加を示す。図６(a)中、Molecular layerは、分子層を示し、Granular Layerは、顆粒層を示す。Hylusは、多形細胞を示す。左図の写真が、キンドリング処理したもの(Kindling)を、右の写真がコントロール(Sham)示す。図６（ｂ）は、キンドリング処理した場合及びコントロールの場合の樹状突起の比較を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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