2016 Fiscal Year Research-status Report
同期・非同期の自発神経活動による大脳皮質神経回路の形成とその障害
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16K06992
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田川 義晃 京都大学, 理学研究科, 講師 (50303813)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 神経回路形成 / 大脳皮質 / 神経活動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、私が確立してきた哺乳期マウスの神経活動操作、記録技術を駆使して、同期・非同期の自発的神経活動が大脳皮質神経回路構築に果たす役割を明らかにすることを目的としている。本年度は生後初期のマウス大脳皮質で形成される大脳皮質間軸索投射（脳梁軸索投射）を研究対象として、時期特異的な神経活動操作を行い、発達時期のいつ、どのような活動パターンが脳梁軸索投射形成に関わるかを明らかにする実験を進めた。子宮内電気穿孔法を用いて神経活動を抑制する分子ツールKir2.1を皮質興奮性神経細胞に発現させ（Mizuno et al, JNS, 2007）、Tet-systemによってその発現を時期特異的に制御することで（Hagihara et al, Nature Neurosci, 2015）、生後２週の自発神経活動の重要性が明らかになった。具体的には、生後２週まで継続的にKir2.1を発現させて神経活動を抑制し続けると脳梁軸索投射は阻害されるが、生後２週にKir2.1の発現をオフにして神経活動を戻すと、軸索投射の回復がみられた。また、生後３週以降に神経活動を回復させても軸索投射の回復がみられなかったことから、軸索投射の形成・回復には臨界期があることも明らかになった。生後２週に回復させた神経活動パターンをin vivo Ca2+ imagingによって記録する実験を行うと、この時期に特有のL eventと呼ばれるネットワーク自発神経活動が回復していることが示され、このパターンの自発神経活動が脳梁軸索投射に深く関わる事が示唆された。
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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
当初の計画通り、哺乳期マウスの大脳皮質の神経活動を時期特異的に操作する実験系を用いて、その脳梁軸索投射への効果を明らかにしつつあり、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
明らかになりつつあるL eventと呼ばれる自発神経活動パターンの役割をさらに明らかにするとともに、それを特異的に操作する実験系の確立、それに関わる内在性イオンチャネルの同定などの研究を進める。
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| Causes of Carryover |
少額であり、次年度の経費に合わせて使用することで、より効果的な使用が可能になるため、繰越金とすることにした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の経費に合わせて効果的に使用する。
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Research Products
(3 results)
