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視床から皮質内抑制回路への投射に対するアセチルコリンの制御

Research Project

Project/Area Number 13041034
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

木村 文隆  大阪大学, 医学系研究科, 助教授 (00202044)

Project Period (FY) 2001 – 2002
Project Status Completed (Fiscal Year 2002)
Budget Amount *help
¥7,000,000 (Direct Cost: ¥7,000,000)
Fiscal Year 2002: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2001: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Keywords伝達物質放出確率 / 視床-皮質切片標本 / サイレントシナプス / ニコチニック受容体 / 光学的計測 / マウス / 入力由来依存性 / ムスカリニック受容体 / MK-801
Research Abstract

大脳皮質には前脳基底部よりアセチルコリン含有繊維の密な投射を受けており皮質内情報処理に重要な役割を果たしていると考えられているが、その制御様式の詳細については不明な点が多く残されている。研究代表者は、これまでにムスカリニック受容体を介してシナプス伝達が抑制されることを示してきたが、本研究ではニコチニック受容体の作用に注目した。ニコチニック受容体は視床由来の上行性繊維の終末に局在するという報告があるため、視覚野の切片標本で実験することは不可能であったので、体性感覚野(バレル皮質)から視床-皮質標本を作製し、視床刺激による反応を皮質において観察した。まず、パッチ電極を用いたシナプス電流を記録しニコチン投与の効果を検討した。ニコチンは視床刺激によるシナプス反応を上昇する作用があったが、量子解析の結果は作用が前性であり伝達物質放出確率を上昇させていることが示唆された。また、幼弱時にはシナプス前性にも後性にもサイレントなシナプスが存在することが報告されているので、ニコチン投与がシナプス前性サイレントシナプスを活性化する可能性が考えられたので検討してみた。その結果、短期間のニコチン投与後、サイレントシナプスが活性化されその効果が長期的に持続することが明らかとなった。ニコチニック受容体がシナプス前性に局在すること、量子解析の結果がシナプス前性であったことを考えると、ニコチンはシナプス前性サイレントシナプスを活性化したと推定される。一方、ニコチン投与による興奮伝播に対する効果を調べる目的で、光学的計測も行った。その結果、ニコチン投与は、4層から2/3層、5層への興奮の広がりを促通することが示された。更に、4層では興奮に引き続き、バレル状に抑制領域が現れ、何らかの抑制回路を活性化していることが示唆された。

Report

(2 results)
  • 2002 Annual Research Report
  • 2001 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All Other

All Publications (5 results)

  • [Publications] Salami: "Change of conduction velocity by regional myelination yields constant latency irrespective of distance between thalamus and cortex"Proceedings of the National Academy of Science. (In press). (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Kimura: "Cholinergic modulation of cortical function : A hypothetical role in shifting the dynamics in cortical network"Neuroscience Research. 38. 19-26 (2000)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] Taniguchi et al.: "Actions of brain-derived neurotrophic factor on evoked and spontaneous EPSCs dissociate with maturation of neurones cultured from rat visual cortex"Journal of Physiology. 527. 579-592 (2000)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] Kimura et al.: "Brain-derived neurotrophic factor blocks long-term depression in solitary neurones cultured from rat visual cortex"Journal of Physiology. 524. 195-204 (2000)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] Tsumoto et al.: "Slow synaptic responses and modulation"Modulatory action of brain-derived neurotrophic factor on synaptic transmission in rat visual cortex. 455 (2000)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report

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Published: 2001-04-01   Modified: 2018-03-28  

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