2016 Fiscal Year Annual Research Report
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16H05927
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
山下 貴之 名古屋大学, 環境医学研究所, 助教 (40466321)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 大脳皮質 / パッチクランプ / 投射細胞 / 連合学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、連合学習に関わる脳内シグナル経路の最初の分岐点に当たる大脳皮質一次感覚野から異なる脳領域に送出されるシグナルの生理学的特質と連合学習における機能について、マウス一次体性感覚野（S1）の第5層をモデルとして、細胞・シナプスレベルでの理解を目指すものである。
本年度は、まず解剖学的検討により、S1第5層から同側の二次体性感覚野（S2）と一次運動野（M1）に投射する細胞群がほぼ独立であることを見出した。次に、大脳皮質第5層細胞にCreを発現する遺伝子改変マウス（Rbp4-Creマウス）を用いて、S1第5層にアデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターにより、光活性化陽イオンチャネルであるチャネルロドプシン２（ChR2）をCre依存的に発現させ、軸索投射部位であるM1やS2を光刺激して逆行性に伝導される活動電位の記録を試みた。しかしながら、ChR2発現細胞数が多くない上に、ChR2発現細胞においても軸索上のChR2の発現量が不足したため逆行性活動電位の記録には至らなかった。そこで、全ての細胞においてCre依存的にChR2を発現する遺伝子改変マウス（LSL-ChR2マウス）を入手し、Rbp4-Creマウスと掛け合わせたRbp4-Cre;LSL-ChR2マウスを作成して、ChR2発現細胞数とChR2発現量の両者を大幅に増幅させたところ、M1からS1あるいはS2からS1へ逆行性に伝導される活動電位の記録に成功し、S1第5層におけるM1投射細胞やS2投射細胞から特異的に膜電位記録を行うことができる実験系を確立できた。現在は本実験系を用いて、覚醒行動中のマウスからS1第5層投射細胞の膜電位活動データを収集中である。
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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
当初の予定であったウイルスベクターによる遺伝子導入にこだわらずバイジェニックマウスを用いる方法に方向転換することにより、軸索投射部位を区別しながら一次体性感覚野第5層細胞から活動を記録する実験系の新規立ち上げ成功にたどり着いた。そのおかげで計画どおり順調に細胞活動データを収集できているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も引き続き細胞活動データを収集し、連合学習課題遂行中のマウスからのデータ収集も次年度より開始する。次年度中にはS1第5層からM1やS2に投射する細胞活動の全体像に迫る。
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