新しく見つかった線状体投射ニューロン群の関わる神経回路の構造と機能についての研究

• Project/Area Number: 18019017
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 古田 貴寛 Kyoto University, 医学研究科, 助教 (60314184)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥4,200,000 (Direct Cost: ¥4,200,000); Fiscal Year 2007: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2006: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: 線条体 / 大脳皮質 / 視床 / neurokinin / vesicular glutamate tra / vesicular glutamate transporter

Research Abstract

目的:一つ一つの線条体ニューロンに対して大脳皮質及び視床由来の興奮性入力がどのように入力するのかを調べる。ウイルス液を線条体に注入し、単一のニューロンが区別できる密度でニューロンをゴルジ染色様に標識する。GFPで標識されたニューロンがneurokinin B、dynorphin、enkephalinのいずれを発現するニューロンであるかを免疫染色によって分類する。Vesicular Glutamate Transporter 1,2に対する免疫染色を行い、入力神経終末とGFPで標識されたニューロンの樹状突起を高倍率で共焦点レーザー顕微鏡を用いて撮影し、樹状突起に対する興奮性神経終末の近接する数を数えて定量的な所見とし解析を行う。
結果:18年度中にレーザー顕微鏡による実験の条件は最適化しデータも相当数集まった。19年度はそのデータ解析と電子顕微鏡による研究を行った。興奮性神経終末が近接する場所を、樹状突起の棘尖端、棘根元、幹の3種類にわけ精密に解析したところ、dynorphinニューロンとenkephalinニューロンの間で差が無かったのに対し、neurokinin Bニューロンに対する入力は他の2つのグループに対する入力よりも少ないことが分かった。樹状突起の単位長さあたりの棘の数と近接する興奮性神経終末の数を比べると、線条体中型有棘ニューロンのほとんどの棘には大脳皮質あるいは視床からの興奮性入力が入っていることは示唆された。
また、レーザー顕微鏡で観察した樹状突起と神経終末の接触が実際にシナプス形成しているかどうかを確かめるために電子顕微鏡で観察を行った。その結果、GFPで標識された樹状突起に興奮性神経終末がシナプス結合しているところが観察された。より確実な解析のため電子顕微鏡写真から三次元再構築を試みているところである

Research Products

• [Journal Article] The effects of cutting solutions on the viability of GABAergic interneurons in cerebral cortical slices of adult mice. (2008)
  • Author(s): Tanaka, Y., Tanaka, Y., Furuta, T., Yanagawa, Y., & Kaneko, T
  • Journal Title: J. Neurosci. Method
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Targeting green fluorescent protein to dendritic membrane in central neurons. (2008)
  • Author(s): Kameda, H., Furuta, T., Matsuda, W., Ohira, K., Nakamura, K., Hioki, H., & Kaneko, T
  • Journal Title: Neurosci. Res
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inhibitory gating of vibrissal inputs in the brainstem. (2008)
  • Author(s): Furuta, T., Timofeeva, E., Nakamura, K., Okamoto-Furuta, K., Togo, M., Kaneko, T., & Deschenes, M.
  • Journal Title: J. Neurosci 28 Pages: 1789-1797
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Expression of D1 but not D2 dopamine receptors in striatal neurons producing neurokinin B in rats. (2007)
  • Author(s): Sonomura, T., Nakamura, K., Furuta, T., Hioki, H., Nishi, A., Yamanaka, A., Uemura, M., & Kaneko, T.
  • Journal Title: Eur. J. Neurosci 26 Pages: 3093-3103
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient gene transduction of neurons by lentivirus with enhanced neuron-specific promoters. (2007)
  • Author(s): Hioki, H., Kameda, H., Nakamura, H., Okunomiya, T., Ohira, K., Nakamura, K., Kuroda, M,Furuta, T., & Kaneko, T
  • Journal Title: Gene Ther 14 Pages: 872-882
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Angular tuning bias of vibrissa-responsive cells in the paralemniscal pathway. (2006)
  • Author(s): Furuta T.
  • Journal Title: Journal of Neuroscience 26 Pages: 10548-10557
• [Presentation] 三叉神経核群中間亜核から主感覚核への抑制性入力 (2008)
  • Author(s): 古田貴寛、Timofeeva E、中村公一、岡本-古田敬子、十河正弥、金子武嗣、Deschenes M、
  • Organizer: 第113回日本解剖学会学術集会
  • Place of Presentation: 大分
• [Presentation] ラット新生仔線条体のドーパミンアイランドにみられる二重構造 (2008)
  • Author(s): 中村公一、藤山文乃、古田貴寛、金子武嗣
  • Organizer: 第113回日本解剖学会学術集会
  • Place of Presentation: 大分
• [Presentation] 透過電子顕微鏡画像と対応させたラット線条体投射ニューロンへの定量的解析 (2008)
  • Author(s): 薗村貴弘、古田貴寛、山中淳之、岩井治樹、植村正憲、金子武嗣
  • Organizer: 第113回日本解剖学会学術集会
  • Place of Presentation: 大分
• [Presentation] Inhibitory input from the interpolar nucleus of the spinal trigeminal complex to the principal trigeminal nucleus (2007)
  • Author(s): Furuta, T., Timofeeva, E., Okamoto-Furuta, K., Deschenes, M., Nakamura, K., Kaneko, T.,
  • Organizer: 第30回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] Quantitative analysis of inputs to projection neurons from the neocortex or the thalamus in the rat neostriatum (2007)
  • Author(s): Sonomura, T., Furuta, T., Okamoto- Furuta, K., Unzai, T., Iwai, H., Uemura, M., & Kaneko, T.
  • Organizer: 第30回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] Axonal arborizations of single thalamocortical neurons in the rat visual cortex (2007)
  • Author(s): Nakamura, H., Hioki, H., Nakamura, K., Furuta, T., Kaneko, T.,
  • Organizer: 第30回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜.
• [Presentation] Single-axon tracing study of thalamocortical projections arising from the motor nuclei of the rat (2007)
  • Author(s): Kuramoto, E., Furuta, T., Nakamura, K., Hioki, H., Unzai, T., Kaneko, T.,
  • Organizer: 第30回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜.
• [Presentation] Nigrostriatal dopamine neurons form wide and highly dense axon terminals in the striatum of rat: single-cell study (2007)
  • Author(s): Matsuda, W., Furuta, T., Nakamura, K., Kaneko, T., Arai, R.,
  • Organizer: 第30回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜.
• [Presentation] Development of dendritic membrane-targeting signals using lentiviral vectors (2007)
  • Author(s): Kameda, H., Hioki, H., Furuta, T., Ohira, K., Matsuda, W., Nakamura, K., Kaneko, T.,
  • Organizer: 第30回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜.
• [Presentation] Single cell tracing of striatofugal neurons in neonatal rat brain (2007)
  • Author(s): Nakamura, K., Fujiyama, F., Furuta, T., Kaneko, T.,
  • Organizer: 第30回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜.