2000 Fiscal Year Annual Research Report
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12210020
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
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| Research Institution | National Center of Neurology and Psychiatry |
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Principal Investigator |
中村 俊 国立精神・神経センター, 神経研究所, 部長 (00134619)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
市川 真澄 (財)東京都医学研究機構, 東京都神経科学総合研究所, 主任研究員 (20124414)
服部 成介 国立精神・神経センター, 神経研究所, 室長 (50143508)
笹岡 俊邦 国立精神・神経センター, 神経研究所, 室長 (50222005)
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| Keywords | サイレントシナプス / バレル / 視床-皮質投射 / NMDA受容体 / AMPA受容体 / BDNF / LTP / 臨界期 |
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| Research Abstract |
齧歯類の体性感覚野にあるバレル領域は頬髭の受容野であり頬髭に対する位相マップとなっている。このマップの発達は2段階で進行することが知られている。すなわち出生直後に視床から皮質第4層へ精度の粗い投射がおこり、ついで神経活動に依存して精密な機能地図へ変換される。この変換期は臨界期と呼ばれているが、我々は脳由来神経栄養因子、BDNFがこの変換過程で重要な役割を果たしていることを明らかにした。まず、規床-皮質投射を含む脳切片について膜電位依存性色素をもちいた光イメージング法およびパッチクランプによる電気生理学的解析法を適用し、初期の投射はNMDA受容体のみを持つ皮質ニューロンに対して形成され、機能的にサイレントシナプスと呼ばれる結合が形成されることを示した。臨界期の終了までにはこのシナプス結合はAMPA受容体を含む活性型のシナプスに変換される。しかしBDNFのノックアウトマウスではこの変換が認められず、発達の初期状態にとどまっていた。さらに、野生型マウスから調製した脳切片についてサイレントシナプスはLTP様の刺激でAMPA受容体を含む活性型のシナブスに変換されること、この変換過程はNMDA受容体の活性が必須であり、BDNFの受容体が有するチロシンキナーゼに対する阻害剤を皮質ニューロンに記録電極から投与すると変換が阻害されることを見いだした。一方、BDNFのノックアウトマウスの脳切片ではこの変換が生じなかった。以上のことから発達期における体性感覚野バレルの視床-皮質投射に存在するサイレントシナブスの活性化にはBDNFが必要であることが明らかとなった。
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[Publications] Itami C,Mizuno K,Kohno,T,Nakamura S: "Brain-derived neurotrophic factor requirement for activity-dependent maturation of glutamatergic synapse in developing mouse"Brain Resoarch. 857. 141-150 (2000)
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[Publications] Inoue T,Nakamura S,Osumi N: "Fate mapping of the mouse presence phalic reural plate"Developmental Biology. 219. 373-383 (2000)
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[Publications] Ishi Y,Nakamura S,Osumi N: "Demarcation of early mammalian cortical development by differential expression of fringe genes"Developmental Brain Research. 119. 307-320 (2000)
