Translate this page to:
Japanese
In JoVE (1)
Other Publications (13)
- Nature Neuroscience
- The Journal of Neuroscience : the Official Journal of the Society for Neuroscience
- Development (Cambridge, England)
- Development (Cambridge, England)
- Developmental Dynamics : an Official Publication of the American Association of Anatomists
- Developmental Dynamics : an Official Publication of the American Association of Anatomists
- Developmental Dynamics : an Official Publication of the American Association of Anatomists
- General and Comparative Endocrinology
- Annals of the New York Academy of Sciences
- Methods in Molecular Biology (Clifton, N.J.)
- Developmental Cell
- The Journal of Neuroscience : the Official Journal of the Society for Neuroscience
- Neuron
Automatic Translation
This translation into Japanese was automatically generated.
English Version | Other Languages
Articles by Gil Levkowitz in JoVE
JoVE General
ライブゼブラフィッシュ胚における二光子ベースの光活性化
Molecular Cell Biology, Weizmann Institute of Science
多光子顕微鏡は深く、光浸透と低光毒性を持つ低エネルギーの光子の制御が可能になります。我々は、ゼブラフィッシュ胚における生細胞標識のためのこの技術の使用について説明します。このプロトコルは、容易に様々な光反応性分子の光誘導に適合させることができる。
Other articles by Gil Levkowitz on PubMed
ジンクフィンガータンパク質が少なすぎるコントロールモノアミン神経細胞の開発
脊椎動物におけるドーパミン（DA）およびセロトニン（5HT）神経細胞の発達を制御するメカニズムはよく理解されていません。 （TOF）が少なすぎる - - ここでは、ゼブラフィッシュ変異体を特徴と後脳の5HT及びノルアドレナリン作動性ニューロンを開発していますが、視床下部のDAおよび5HTニューロンを開発していないことに注意してください。 TOFは、哺乳動物のFezl（脳胚のジンクフィンガー様タンパク質）と相同である前脳特異的ジンクフィンガー転写リプレッサーをコードしている。モザイクと共染色分析はfezlがDAまたは5HT神経細胞で発現させ、代わりに非細胞自律的にこれらのニューロンの発達を制御していないことが示された。 EH1関連のリプレッサーをモチーフとした第二のジンクフィンガードメインの両方は、TOF機能のために必要であった。我々の結果は、TOF / fezlは、脊椎動物の脳内モノアミン神経細胞の発達を調節する重要なコンポーネントであることを示している。
受動的なアミロイド免疫療法は、アミロイドをクリアし、一過性アミロイド沈着のトランスジェニックマウスモデルにおけるミクログリアをアクティブにします
全身投与の抗安部田抗体後のアミロイド沈着物の除去におけるミクログリアの役割は依然として不明である。現在の研究では、我々はすべてのマウスは、試験終了時の22ヶ月だったように1,2、または3ヶ月間の抗安部田抗体を用いて毎週Tg2576 APPトランスジェニックマウスを注入した。 3ヶ月間免疫したマウスでは、我々は、Y迷路における交替性能の向上を発見した。組織学的に、我々は抗安部田抗体ではなく、対照抗体で処理されたもので治療を受けたマウスでcongophilicアミロイド沈着にバインドされたマウスIgGを検出することができた。我々は、CD45は、治療の2ヵ月後に増加した一方、ミクログリアにFcgamma受容体の発現は、治療の1ヶ月後に増加したことが分かった。これらのミクログリアの変化に関連付けられていると治療の2ヵ月後にびまん性とコンパクト両方のアミロイド沈着の減少であった。興味深いことに、ミクログリアマーカーはアミロイドレベルが低下したまま、一方、治療の3ヵ月後のレベルを制御するために減少した。血清安部田レベルと抗安部田抗体レベルは、抗安部田注射ではなく、コントロール抗体を注射したマウスの3つすべての生存期間でも同様の水準に上昇した。これらのデータは、おそらく安部田をopsonizingとFcgamma受容体を介した貪食、その結果、抗体はアミロイド沈着の脳とバインドを入力することができることを示しています。一緒に私たちの以前の仕事で、我々のデータは、抗安部田抗体媒介性アミロイド除去の提案されたすべてのメカニズムが同時にアクティブにできると主張している。
ホメオドメインタンパク質のOrthopediaのデュアル制御による視床下部ニューロンの仕様
開発視床下部では、ニューロンの様々な高度な調整が、よくわかっていない過程で互いに隣接して生成されます。答えのまま重要な問題は、複数のニューロンの種類の協調的発展は、この比較的狭い解剖学的領域で達成される方法です。我々は2つの著名な視床下部の細胞型の開発のためのパラダイムとして、ドーパミン（DA）とoxytocinergic（OT）ニューロンに焦点を当てています。我々は、ゼブラフィッシュにおけるDAの開発とOTのようなニューロンはホメオドメイン含有タンパク質Orthopedia（OTP）、視床下部の神経分化の重要な決定要因の発現を調節する2つの新規経路によって画策されていることを報告します。遺伝子解析は、Gタンパク質共役型受容体PAC1とジンクフィンガー含有転写因子OTPの上流Fezl行為することを示した。 in vivoおよびin vitroの実験でFezlとPAC1は、それぞれの転写および転写後レベルでのOTPを調節することを実証した。我々のデータは、FezlとPAC1媒介分化の基礎となる重要な決定因子として脊椎動物の視床下部ニューロンの仕様を制御する新たな遺伝子ネットワークを明らかにし、場所のOTP。
ドーパミン作動性ニューロンのクラスタサイズは、初期の前脳パターニング中に決定され
我々はこのような単一セルの解像度でゼブラフィッシュの間脳における神経細胞のサブタイプの分化およびコンフィギュレーション上で、標準的なWntなどの堅牢な神経板のパターニング信号の影響を検討しています。驚くべきことに、Wntシグナルの摂動は、間脳運命の仕様に対する全体的な影響を持っていなかったが、選択的ドーパミン（DA）ニューロンの数に影響を与えた。我々は2つの光子ベースのアンケージング法を用いて神経板の間脳原基のDA前駆ゾーンを識別し、この前駆ゾーンから派生した非DAニューロンの数は、Wntシグナルの減衰によって変更されていないことを示した。 birthdating分析を用いて、DA前駆体の最後の細胞分裂のタイミングを決定し、Wntシグナル阻害以下のDA細胞数の変化が細胞周期の終了動態の変化によるものではないことを明らかにした。 Wntシグナルと細胞増殖の阻害の条件は、Wntは、プライマリ神経で発生可塑性の窓の間にDA前駆細胞の数を制限することを実証した。最後に、我々はWnt8bがFz8a（Fzd8a）受容体とその下流のエフェクターLEF1、どのこのプロセスのFezl（Fezf2）転写因子の活性を必要とするDAを介して作用する細胞数の変調器であることを実証した。我々のデータは、Wntシグナルに異なるニューロン集団の差動応答はそれらの相対的な前後位置の単純な解釈ではないことを示しています。この研究はまた、初めて、その間脳DAの人口サイズは、はるかに予想より早くWntシグナル媒介地域のパターニングのイベントとの併用神経板の内部変調され、表示されます。
鼻の胚LHRHファクターはゼブラフィッシュにおけるゴナドトロピン放出ホルモン3ニューロンの発達の移行と投影の役割を果たしている
思春期や生殖器系の機能の開始は、下垂体性性腺刺激ホルモン放出ホルモン（GnRH）は、システムの適切な開発に依存しています。このプロセスの1つの重要なステップは、嗅覚領域からの視床下部のGnRHニューロンの胚の移行です。トランスジェニックゼブラフィッシュのモデルでは、Tgを（gnrh3：EGFP）を使用して、GnRH3ニューロンと軸索は、蛍光標識されている、我々はゼブラフィッシュNELFがGnRH3ニューロンの発達に不可欠であるかどうかを調べた。 cDNAのゼブラフィッシュのNELFがクローニングされ、特徴付けられた。胚発生時には、NELFは、その移行の開始前に、GnRH3ニューロンにとGnRH3突起とperikaryonの複数形の標的部位で発現されています。 NELFノックダウンはGnRH3軸索伸長とGnRH3 perikaryonの複数形の間違いや逮捕された移行の不在またはmisguidingが含まれていGnRH3システムの混乱をもたらした。これらの結果は、NELFは、ゼブラフィッシュでGnRH3ニューロンの発達の移行と投影の重要な要因であることを示唆している。
神経タンパク質Olig2は、間脳ドーパミン作動性ニューロンを指定する上流転写調節因子SIM1の行為
神経因子が神経前駆細胞に発現し、神経とgliogenesisを規制されています。最近の研究では、これらの要因はまた、それによってニューロンのサブタイプの仕様の転写コードを作成し、それらの標的遺伝子の発現を調節することにより、特定の神経細胞の運命決定に関与していることを示唆している。本研究では、我々はゼブラフィッシュの神経遺伝子Olig2と転写調節因子のSIM1は、ドーパミン（DA）ニューロンの運命に向かって運命に間脳の前駆細胞のサブセットに共発現していることを示している。 SIM1 mRNAはまた、成熟したDAニューロンに検出されている間は、olig2の発現は、端末のDA分化する前に消滅しています。障害DAの開発にOlig2またはSIM1リードのいずれかの機能の喪失。最後に、Olig2はSIM1の発現を調節するとSIM1の関数のゲインは、Olig2の標的ノックダウンによって引き起こされるDAの分化の赤字を救う。今回の知見は、基礎間脳DAニューロンのコミットメントが神経タンパク質Olig2とその下流のニューロンの特定のエフェクターSIM1の複合作用によって調節されていることを初めて示しています。
ゼブラフィッシュの間脳の高解像度フェイトマップ
間脳は、感覚中枢、及び内分泌系の間でインタラクティブなサイトとして機能し、脊椎動物の脳の中で最も精巧な構造の一つです。優れた間脳の胚発生と形態形成を理解するために、我々は改善された光活性化（アンケージング）ベースの戦略をトレースする系統を開発しました。与えられた間脳前駆細胞ドメインの正確な位置を決定するために、我々は目に見える神経板のランドマークとして使用されたプロニューラル蛋白質、Neurogenin1（Neurog1）を発現する細胞に緑色蛍光タンパク質（GFP）を駆動するトランスジェニックラインを使用していました。このアプローチは、ゼブラフィッシュの神経板の前向き間脳の細胞の定義されているグループの正確なラベリングを容易にした。このように、我々はそれによって私たちの血統にかかわらず、開発神経板の動的な変化のトレースの精度と再現性の両方を確保するため、間脳の複数のオーバーラップ領域を標識した。我々は、前述したよりも高い空間分解能でのゼブラフィッシュの間脳の運命の地図を提示します。
Cxcl12a-Cxcr4bシグナリングはゼブラフィッシュの前脳のGnRHシステムの適切な開発のために重要である
視床下部のゴナドトロピン放出ホルモン（GnRH）ニューロンは、下垂体性性腺刺激ホルモン分泌および配偶子形成を制御します。開発の過程で、これらのニューロンは嗅神経プラコードから視床下部への移行。このニューロン移動の正確な分子機構は不明である。ここでは、ケモカイン受容体、Cxcr4b、およびその同族リガンド、Cxcl12aは、ゼブラフィッシュでGnRH3ニューロンの適切な移行に必要とされるかどうかを調べた。逸脱GnRH3軸索投射および神経移行はホモ接合体cxcr4b突然変異を運ぶ幼虫が検出された。同様に、Cxcr4bまたはCxcl12aのノックダウンは、前交連と視交叉でGnRH3軸索の特性の横の交差点の有無を含め、異常なGnRH3軸索投射及び細胞遊走の出現につながった。二重標識の分析はcxcr4bとcxcl12aがGnRH3移行経路（すなわち嗅板、終神経と視神経交叉）に沿って発現していることが示されている。この研究の結果はCxcl12a-Cxcr4bリガンド - 受容体ペアは、ゼブラフィッシュでGnRH3神経細胞の遊走に関与していることを示唆している、このシステムの開発のための極めて重要です。
ゼブラフィッシュの視床下部の開発
視床下部のニューロンは、睡眠、血圧、温度、飢餓、代謝、のどの渇きと満腹感、ストレス、社会的行動を含む基本的な身体機能を調節する。これは、様々な視床下部の神経や内分泌、代謝、および行動の活動に影響を与える神経伝達物質の分泌によって達成されています。視床下部の神経回路の発達障害は、生理的および心理的恒常性の両方を混乱させる神経疾患に関連付けられています。視床下部の細胞の仕様や形態は一意にゼブラフィッシュ、遺伝子操作が容易に従順脊椎動物の生体内で調べることができます。胚は光学的に透明であり、外部の開発として、彼らはニューロンとその回路のin vivo解析における強力なツールを提供しています。ここでは、ゼブラフィッシュ、視床下部と視床下部の分化の重要な決定要因を特定する最近の研究の神経解剖学に関する最新の知識を説明します。まとめると、これらのレポートは、視床下部の発展の根底にある分子経路は主にゼブラフィッシュと哺乳類間で保存されていることを示している。我々はゼブラフィッシュ自体が貴重な脊椎動物のパターン形成を理解するためのモデル、仕様、形態形成、および視床下部の後続の機能を証明していると結論付けている。
ゼブラフィッシュ胚におけるmRNA発現の可視化
空間的および時間的な遺伝子発現パターンの検査は、遺伝子機能を理解する重要な一歩です。したがって、mRNAのin situハイブリダイゼーションで生物学の中で最も強力で広く使われている、技術の一つである。最近の進歩により、我々は、単一の転写産物または複数の遺伝子産物の正確な発現パターンを可視化するための標準プロトコルを記述するゼブラフィッシュembryos.Hereでは、mRNA転写産物、またはmRNAとタンパク質の組み合わせの信頼性と同時検出を可能にします。手順は、タグのアンチセンスリボプローブとのハイブリダイゼーションに続いて胚の固定と透過処理を採用しています。過剰なプローブは、その後洗浄し、ハイブリッドは発色または蛍光基質のいずれかを利用した酵素を介した免疫組織化学によって検出されます。
視床下部神経ペプチドオキシトシンは、下垂体の神経血管インタフェースの形成に必要
視床下部 - 下垂体システム（HNS）を介して視床下部の神経オキシトシンとアルギニン - バソプレシン出口彼らは周辺の生理に影響を与えるために行く血流、脳、神経血管構造になっています。ここでは、ゼブラフィッシュの視床下部下垂体の軸索と毛細血管の間の神経血管の接触を調節する分子の手がかりを調査します。我々は両方の視床軸索と下垂体血管系がin vivoで解析することができるトランスジェニックシステムを開発しました。我々はゼブラフィッシュのHNSなどHNS神経血管界面の形成に寄与するダイナミックなプロセスの細胞組織を同定した。我々は、このインタフェースの形成は、内皮細胞の形態形成に影響を及ぼすオキシトシンの局所放出することで、開発中に規制されていることを示している。この細胞間のコミュニケーションプロセスは、HNSの神経細胞と血管の間の緊密なaxovasalインタフェースの確立が不可欠である。我々は、神経ペプチドの分泌を介して内皮細胞の形態形成に影響を与える軸索のユニークな例を提示します。
代謝レギュレータはPGC-1αを直接視床下部神経ペプチドオキシトシンの発現を制御する
転写コアクチベーターPGC-1αは、末梢組織における細胞のエネルギー消費の重要な調節因子である。最近の研究では、PGC-1αノックアウトマウスは、遅発性肥満を開発し、PGC-1αの原因の神経細胞の不活性化食品の摂取量を増加させることを報告している。しかし、中枢神経系におけるPGC-1αの正確な役割は不明である。ここでは、直接視床下部神経ペプチドオキシトシン、食欲の既知の中心的制御因子の発現を調節するPGC-1αを示している。我々は、私たちはoxytocinergicニューロンにおけるPGC-1αのアクティビティを監視し、操作することができ、ゼブラフィッシュのユニークな遺伝学的手法を開発しました。我々は、PGC-1αは、ゼブラフィッシュ、視床下部のオキシトシンと共発現されることを発見した。ゼブラフィッシュPGC-1α遺伝子活性の標的ノックダウンでは、オキシトシンのmRNAレベルの著しい低下を引き起こし、オキシトシンプロモーターにより駆動されるトランスジェニックGFPレポーターの発現を抑制した。オキシトシン遺伝子の活性に及ぼす機能のPGC-1α損失の効果がゼブラフィッシュoxytocinergicニューロンのいずれかにPGC-1αまたはオキシトシン前駆体の組織特異的再発現によって救出されました。 PGC-1αは、オキシトシン異種細胞培養系におけるプロモーター、筋肉や神経細胞におけるオキシトシンのPGC-1α誘導異所性発現の過剰発現を活性化した。最後に、PGC-1αのフォームは、動物を飼育におけるオキシトシンのプロモーターを用いたin vivoの複合体ではなくて絶食。これらの知見は、視床下部のエネルギー摂取量を制御することが知られている視床下部ホルモンの直接的な活性化におけるPGC-1αのが関与し、PGC-1αは、オキシトシンの生産のための必要かつ十分な両方であることを示している。
ホメオドメインタンパク質OTPおよび活動依存性スプライシングは、ストレスに対する適応の神経を変調
コルチコトロピン放出ホルモン（CRH）活性の調節は、ストレス課題に対する動物の適応にとって重要であり、その調節不全は、ヒトの精神疾患に関連付けられています。しかし、ストレスには、この転写応答の根底にある分子メカニズムはよく理解されていません。マウスやゼブラフィッシュの様々なストレスのパラダイムを用いて、視床下部の転写因子Orthopediaは、CRHの発現と同様にスプライシング因子Ataxin 2結合タンパク質1（A2BP1/Rbfox-1）を調節することを示している。我々はさらに、既知のA2BP1/Rbfox-1スプライシングターゲットとCRHの活動の重要なメディエーターである受容体PAC1を、結合Gタンパク質は、ストレスのチャレンジに対する応答で選択的スプライシングであることを示している。選択的スプライシングによってPAC1ホップメッセンジャーRNAアイソフォームの生成は、CRHの転写の終結、視床下部 - 下垂体 - 副腎軸と適応不安のような動作の正常な活性化が必要となります。我々の研究は、転写活性化と選択的スプライシングを介してストレスに対するニューロンの適応を調節する進化的に保存され生化学的経路を識別します。
