前頭皮質・線条体システムのシナプス結合の定量的解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12480242
• Research Institution: Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 川口 泰雄 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 教授 (40169694)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 根東 覚 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (20301757)
• Keywords: 前頭皮質 / GABA / 錐体細胞 / 介在細胞 / アセチルコリン / ムスカリン / バルブアルブミン / ソマトスタチン

Research Abstract

前頭皮質のGABA作働性の介在細胞は、生理的・形態的・化学的特徴が異なる複数のサブタイプからできている。これらのサブタイプが、皮質局所回路て機能的にどのような役割をしているかを明らかにするために、アセチルコリンやグルタミン酸受容体を活性化させ、周期的・同期的活動をスライス標本で起こさせ、その時の各サブタイプの活動様式を調べた。一つは、アセチルコリンの受容体のサブタイプである、ムスカリン受容体を刺激することで、皮質細胞の抑制性電流を0.2ヘルツで周期的に増大さぜることができた。これは、抑制性ニューロンの発火で起きることがわかった。GABA細胞のサブタイプであるソマトスタチン細胞が、ムスカリンによって内在的な性質でこの0.2ヘルツでリズムを作ることができることを明らかにした。また、グルタミン酸の受容体のうち、NMDA受容体を刺激することで、錐体細胞の相互結合によって作られる0.1ヘルツと10ヘルツの興奮性電位のリズムを引き起こすことができた。この二つの興奮性リズムにおいては、錐体細胞、ソマトスタチン細胞、もう一つの主な介在細胞である、パルブアルブミン細胞はそれぞれ特徴的な発火パターンを示した。これらから、介在細胞はサブタイプごとに異なる機能的役割をしていると考えられた。次の段階として、各サブタイプの皮質神経回路内の機能的位置づけを明らかにするために、(1)軸索の分枝パターン、終末ブトンの空間・軸索上分布、(2)前頭皮質錐体細胞の投射サブタイプの同定、(3)GABA細胞サブタイプのシナプス結合特異性、(4)GABA細胞と錐体細胞サブタイプの神経結合様式などの解析を行っている。

Research Products

• [Publications] Kawaguchi Y., Kondo S.: "Parvalbumin, somatostatin and cholecystokinin as chemical markers for specific GABAergic interneuron types in the rat frontal cortex"J. Neurocytol.. (in press). (2003)