大脳皮質の錐体細胞間抑制性結合の機能的役割

• Project/Area Number: 21300119
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Neuroscience in general
• Research Institution: National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities
• Principal Investigator: 吉村 由美子 National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities, 教授 (10291907)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2011: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2010: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000); Fiscal Year 2009: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
• Keywords: 大脳皮質 / 視覚野 / 錐体細胞 / 抑制性細胞 / シナプス / 興奮性結合 / 抑制性結合 / ラット / 発達 / 暗室飼育

Research Abstract

これまでに我々は、大脳皮質視覚野2/3層錐体細胞間の神経結合を解析し、錐体細胞の軸索が抑制性細胞の細胞体を介さずに、抑制性細胞の軸索終末を直接活性化し、伝達物質を放出させるという全く新しいタイプの抑制性神経回路を見出した。本年度は、錐体細胞間抑制性伝達を仲介する抑制性終末の起始ニューロンのサブタイプの同定を行った。ラットの大脳皮質視覚野から切片標本を作製し、2/3層錐体細胞からホールセル記録法を用いて錐体細胞間抑制性反応を記録した。錐体細胞間抑制が錐体細胞の細胞体に入力しているかを調べるために、カイニン酸受容体遮断薬を封入したピペットを用いて、局所的な遮断薬投与を行った。細胞体近傍にカイニン酸受容体を投与すると、錐体細胞間抑制は著しく減弱した。従って、この抑制性反応には錐体細胞の細胞体周辺にある抑制性シナプスが関与していると考えられる。細胞体に抑制性入力するのは、パルブアルブミンまたはCCKを発現している2種類の抑制性ニューロンサブタイプが報告されている。抗パルブアルブミン抗体または抗CCK抗体を用いて抑制性神経終末を、抗VgluT1抗体を用いて興奮性神経終末を染色し、抑制性反応を担うシナプスを可視化したところ、どちらの抑制性ニューロンタイプの終末にも興奮性シナプス終末が隣接している染色像が多く観察された。以上の結果は両方の抑制性ニューロンサブタイプが錐体細胞間抑制性反応を担うことを示唆する。

Research Products

• [Journal Article] Facilitation of low-frequency stimulation-induced long-term potentiation by endogenous noradrenaline and serotonin in developing rat visual cortex (2009)
  • Author(s): Inaba, M., Maruyama, T., Yoshimura, Y., Hosoi, H., Komatsu, Y.
  • Journal Title: Neuroscience Research 64 Pages: 191-198
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 大脳皮質視覚野における微小神経回路網の経験依存的発達 (2010)
  • Author(s): 吉村由美子
  • Organizer: 第87回生理学会大会
  • Place of Presentation: 盛岡市民文化ホール (岩手県盛岡市)
  • Year and Date: 2010-05-21
• [Presentation] Activity-dependent development of microcircuits in visual cortex (2009)
  • Author(s): Yumiko Yoshimura
  • Organizer: The 32th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • Place of Presentation: Nagoya Congress Center, Nagoya, Japan
  • Year and Date: 2009-09-16
• [Book] Long-term modification at inhibitory synapses in developing visual cortex(Inhibitory Synaptic Platicity)(Woodin, MA., Maffei, A.(eds.)) (2011)
  • Author(s): Komatsu, Y., Yoshimura, Y
  • Total Pages: 10
  • Publisher: Springer