2018 Fiscal Year Annual Research Report
感覚入力特異的なスクラップ&ビルドによる大脳皮質内の多細胞ネットワーク形成機構
| Project Area | Dynamic regulation of brain function by Scrap & Build system |
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| Project/Area Number |
16H06460
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
吉村 由美子 生理学研究所, 基盤神経科学研究領域, 教授 (10291907)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 亘彦 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (00191429)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 大脳皮質 / 一次視覚野 / 経験依存的発達 / RNAシークエンス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
発達期ラットの一次視覚野に、神経活動に依存して蛍光蛋白Venusを発現する遺伝子を導入し、縦縞刺激に反応したVenus陽性細胞と反応しなかったVenus陰性細胞（錐体細胞）を標識した。その2/3層から、Venus陽性細胞・非陽性細胞をパッチピペットにより採取し、RNA抽出、ｃDNA合成・増幅、RNA-seq解析を昨年度に引き続き行った。Venus陽性細胞と陰性細胞に分けて解析した結果、一方の細胞群に強く発現する遺伝子が複数個見出された。その中の一部の遺伝子については、in situ hybridization法によりその発現を検証した。また、実験の効率を上げるため、Venus陽性・非陽性細胞をフローサイトメトリーによるサンプリングも開始した。
また、マウス一次視覚野を対象に、2/3層にある興奮性ニューロンとPV陽性の抑制性ニューロンサブタイプが形成する神経結合の発達と経験依存性についての解析を行った。視覚野のスライス標本上にある興奮性ニューロンとPV陽性抑制性ニューロンから同時ホールセル記録を行い、このペアの神経結合を調べた。その結果、生後発達過程で、PV陽性細胞から錐体細胞への抑制性神経結合が増加し、その結果として双方向性に結合するペアが増加した。さらに、この期間に、双方向性結合を形成するペアにおいては、興奮性、抑制性どちらかの結合しかみられないペアに比べて、神経結合が強くなることを見出した。この神経結合の強化は、生後直後からの暗室飼育により抑制された。従って、興奮性・抑制性結合の結合強度の調節には生後の視覚経験が関与すると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は縦縞の視覚刺激に反応した錐体細胞を蛍光蛋白により標識し、蛍光蛋白陽性・非陽性細胞をサンプリングして、RNAシークエンスを行うことで、縦縞方向に反応したニューロン特異的な遺伝子を特定した。
また、一次視覚野の興奮性・抑制性結合強度は生後発達期に経験依存的に調整されることを見出した。
以上の成果により、計画はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は視覚刺激特異的に発現が認められた遺伝子をさらに特徴づける。また、興奮性細胞と抑制性細胞の神経結合形成を調節する分子メカニズムについての解析を推進する。さらに様々な発達段階にあるin vivoマウスを用いて、一次視覚野の神経活動を記録することで、in vitro標本により特徴づけた神経回路発達と、視覚反応の発達を対応付ける予定である。
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[Journal Article] miR-124 dosage regulates prefrontal cortex function by dopaminergic modulation.2019
Author(s)
Kozuka, T., Omori, Y., Watanabe, S., Tarusawa, E., Yamamoto, H., Chaya, T., Furuhashi, M., Morita, M., Sato, T., Hirose, S., Ohkawa, Y., Yoshimura, Y., Hikida, T. & Furukawa, T.
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Journal Title
Sci Rep.
Volume: 2019 Mar 5;9(1)
Pages: 3445
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Maintenance of genome stability by DNA polymerase β is necessary for postnatal development in cortical and hippocampal neurons2018
Author(s)
Uyeda, A., Onishi, K., Hirayama, T., Yagi, T., Yamamoto, N., Sugo, N.
Organizer
The 41st Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
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