2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K06991
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
小田 洋一 名古屋大学, 理学研究科, 名誉教授 (00144444)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
東島 眞一 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 教授 (80270479)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | マウスナー細胞 / 後脳 / 相反性抑制 / 反回性抑制 / 網様体ニューロン / 逃避運動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
後脳には形態が似ているニューロン（形態学的相同ニューロン）が繰り返し配置されていて、機能的にも関係があると考えられてきた。我々はこれまでに、ゼブラフィッシュやキンギョの後脳網様体脊髄路ニューロン群に含まれるマウスナー（M）細胞と形態的に相同なニューロンが、共通の感覚入力を受けた上で異なる興奮性を示し、さらに形態的相同性に対応した結合様式で階層構造を形成していて、形態学的相同ニューロン群の成り立ちや役割を理解するモデルであることを示してきた。網様体脊髄路ニューロン群の尾側にもT型網様体（T）ニューロンが吻尾軸方向に約10対繰り返されている。Tニューロンは細胞体から伸びた軸索が反対側の内側縦束に入ったところで吻尾軸方向にT字形に分枝し、それぞれ上行・下行する。それらの一部は左右のM細胞を相互に強く抑制する相反抑制や、発火したM細胞が自身を抑制する反回抑制を中継する介在ニューロンと考えられてきたが、それはTニューロン群のすべてなのか、あるいは一部が担うのかこれまで不明であった。本研究では、Tニューロン群の中で最も吻側に存在し、他よりも大きな細胞体を持つ2対にGFPを発現するトラスジェニック・ゼブラフィッシュを利用して、M細胞との結合やM細胞の活動にどのような役割を果たすかを、形態学的・電気生理学的解析およびイメージング、さらに行動解析から調べた。その結果、（１）2対のTニューロンはこれまでM細胞の相反抑制や反回抑制を中継すると言われたCRN細胞と形態が一致し、（２）実際それらの抑制回路の大半を中継して、（３）左右のM細胞が同時に発火することを防ぎ、（４）M細胞によってトリガーされる逃避運動の初期に起こる胴の大きな屈曲を遂行する上で重要な役割を果たすことが明らかになった。これらの結果から、10対のTニューロン群の中で、吻側の２対が形態学的にも機能的にも異なっていることが示唆された。
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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
後脳分節に繰り返し配置される網様体脊髄路ニューロン群の中で、M細胞だけが特異的な単発発火の興奮性を発達段階で獲得するメカニズムを解明し、国際誌(eNeuro 2017)に発表した。また、同じように後脳の吻尾軸方向に繰り返される約10対のT型網様体ニューロン群のうち、最も吻側の2対にGFPを発現するトランスジェニック・ゼブラフィッシュを活用して、ホールセル記録や選択的破壊が可能となり、当初計画してた細胞の形態・結合、M細胞の発火と逃避運動における役割が明らかになった。最終年度前に論文にまとめる段階に至っており、順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、T型網様体ニューロンに関する研究成果をまとめた論文を国際誌に発表する。さらに、T型網様体ニューロンのうち、今回注目したニューロン以外のニューロンの役割や着目した2対の差異を調べて、繰り返されるニューロンの機能的分化を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
本年度は当初計画して成果がすでに得られたので、結果を論文にまとめることに集中した。論文は投稿段階に入っていて、次年度はさらに推し進めた研究を計画しており、2017年度の予算を2018年度に有効に活用するため。
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