2018 Fiscal Year Annual Research Report
Relation between neuronal activity in the basal ganglia and voluntary movements regulated by striatal signal transduction.
| Project/Area Number |
16K01968
|
|---|
| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
|---|
Principal Investigator |
佐野 裕美 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 助教 (00363755)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 大脳基底核 / 線条体 / 随意運動 / 神経活動 / シグナル伝達 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
線条体は大脳基底核の入力核の一つであり、大脳皮質からグルタミン酸作動性の入力や黒質緻密部からドパミン作動性の入力を受け、随意運動の調節に重要な領域だと考えられている。線条体には、線条体－黒質投射ニューロンと線条体－淡蒼球外節投射ニューロンの二種類の投射ニューロンが存在し、グルタミン酸やドパミンによる情報を処理し、運動の制御に重要であると考えられている。
線条体投射ニューロンのうち、線条体－黒質投射ニューロンのprotein kinase A (PKA)に注目し、グルタミン酸やドパミンにより活性化されるPKAが随意運動の制御や神経活動の調節にどのように関わっているのかを個体レベルで調べた。
アデノ随伴ウイルスベクターを利用して、マウスの線条体－黒質投射ニューロンにPKAのdominant active (DA)を発現させ、マウスの自発運動を観察した。片側の線条体－黒質投射ニューロンにPKAのDAを発現させたマウスでは、ベクターの注入側とは反対側へ動こうとする顕著な傾向が認められた。さらに、覚醒下でマウスをステレオ装置に保定して、大脳基底核の神経活動を細胞外単一ユニット記録によって記録した。淡蒼球外節や黒質網様部の自発発火頻度や自発発火パターンには変化が認められなかった。そこで、H30年度は大脳皮質運動野に刺激電極を埋め込み、大脳皮質から大脳基底核への入力を模倣するように電気刺激を与え、淡蒼球外節と黒質網様部で応答を記録した。線条体－黒質投射ニューロンにGFPを発現させたコントロールマウスでは、淡蒼球外節と黒質網様部で一過性の三相性の応答が認められた。これに対して、PKAのDAを発現させたマウスでは、淡蒼球外節ではコントロールと同様の三相性の応答が認められたが、黒質網様部では三相性の持続時間や潜時に有意差が認められた。この応答の変化が行動の変化に起因していると考えられる。
|
