ヒゲ感覚システムにおける単一視床ニューロンの線維連絡と活動特性を生体内で解析する

• Project/Area Number: 18700342
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Nerve anatomy/Neuropathology
• 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: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2007: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2006: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: ヒゲ感覚システム / 視床 / 大脳皮質 / 軸索分布パターン / 活動特性

Research Abstract

本申請課題のための実験設備を整えた。国内ではまだ普及した実験法となっていないジャクスタセルラー記録法/標識法のために、電極をはじめ各実験機材を最適化し、非常に高い成功率で実験を遂行できるようになった(この実験法は他の研究室では成功率があまり高くない)。さらに標識を強くするためにTSA法(Tyramid signal amplification法)を採用し、さらにその実験条件を検討し最適な条件を確立した。その結果、単一細胞レベルで記録を行ったニューロンの樹状突起と軸索の形態を非常に良く可視化することが出来、本申請課題の目的である視床一大脳皮質投射ニューロンの軸索の形態を解析できる状態になった。
ヒゲ刺激を行うためのピエゾ刺激装置を制作した。板状のベンダー型ピエゾ素子にスティックを取り付けひげを押せるようにした。ピエゾ素子を軸に取り付け、それをマニュピレータで保持することによって空間的に自由な角度、位置にピエゾ素子を設置することができるようにした。実験動物を固定する脳定位固定装置にも工夫し固定した動物のひげをピエゾで刺激できるようになった。また、レーザー変位計を用いてピエゾの動きを観察しながらピエゾ素子を動かす電流を工学的に検討し、最適な刺激を作る装置を作り上げた。
以上のセットアップにより効率的にサンプルが集まり論文作製に十分な解析ができるような状態になった。
本申請課題に密接に関係する研究として、三叉神経核主感覚核のニューロンに対して抑制性の入力があり、それが中間亜核由来であることを示した。その成果を学術論文として発表した。(Furuta, et. al., 2008, J. Neurosci., 28: 1789-1797)

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): 〓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ヘの定量的解析 (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.