2017 Fiscal Year Research-status Report
片眼遮蔽により視覚野のシナプスに誘発される可塑的変化
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16K07012
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Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
Principal Investigator |
小松 由紀夫 生理学研究所, 基盤神経科学研究領域, 特別協力研究員 (90135343)
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Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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Keywords | 経験依存的発達 / 眼優位可塑性 / シナプス可塑性 / 視覚野 |
Outline of Annual Research Achievements |
片眼遮蔽により視覚野のシナプス伝達に誘発される可塑的変化は未だ明らかにされていない。ラット視覚野では、感受性期に片眼を遮蔽すると遮蔽3日で遮蔽眼刺激に対する反応の減弱が出現し、遮蔽4日以降に非遮蔽眼刺激に対する反応の増強が起きる。本研究では、神経活動依存的な遺伝子発現プロモーターE-SAREを用いて同側(非遮蔽)眼刺激に強く反応する視覚野細胞(非遮蔽眼優位細胞)をあらかじめ蛍光標識した視覚野スライス標本に、ケージド・グルタミン酸を用いるレーザー・スキャン光刺激法を適用して、片眼遮蔽により視覚野の両眼視領域の2/3層錐体細胞の興奮性シナプス後電流(EPSC)に生じる可塑的変化の解析を計画した。昨年度の研究により、遮蔽3日で遮蔽眼優位細胞のunitary EPSC (uEPSC)の数が減少し、遮蔽6日で非遮蔽眼優位細胞のuEPSCの数および振幅が増加する結果を得た。また、EPSCの量子振幅にはuEPSCの変化を説明できる変化は見られなかった。本年度の研究で以下の成果を得た。EPSCの量子振幅の変化を更に検討したところ、その振幅は遮蔽3日に遮蔽眼優位細胞で増大し、非遮蔽眼優位細胞で減少した。しかし、両細胞において遮蔽6日では元の大きさに戻った。ペアード・パルス刺激による解析を行ったところ、EPSCのペアード・パルス比率に片眼遮蔽に伴う明確な変化は認められず、伝達物質の放出確率は片眼遮蔽してもあまり変化しないと考えられる。以上の結果は、片眼遮蔽により2/3層錐体細胞の興奮性シナプス伝達に生じる長期的な可塑的変化は主にシナプスの数の変化によることを示唆する。また、遮蔽3日でEPSC に増大が見られないにもかかわらず、E-SAREにより蛍光標識される非遮蔽眼優位細胞の数が増加することを昨年度見出したが、2/3層錐体細胞の発火閾値の低下がその増加の一因であることを示唆する結果を得た。
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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
平成29年度計画した実験はほぼ予定通り行うことができた。片眼遮蔽に伴う抑制性シナプス伝達の変化の解析を平成29-30年度に計画し、平成29年度その実験を行ったが、抑制性伝達には顕著な変化は見られなかった。抑制性細胞には特性の異なる複数の種類があり、ケージド・グルタミン酸を用いる刺激法は全ての種類の抑制性細胞に活動電位を誘発しうるため、一部の種類の抑制性細胞から錐体細胞へのシナプス伝達に変化があってもその変化を検出するのは必ずしも容易でないと考えられる。さらに、抑制性細胞の種類ごとに変化の方向が異なる可能性もある。従って、今回用いた方法により抑制性伝達の変化をこれ以上解析しても明確な結果を得ることは困難と思われる。
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Strategy for Future Research Activity |
平成30年度には、T型Ca2+チャネル依存性長期増強等のシナプス可塑性を薬理学的あるいは遺伝子改変により阻害した動物で平成28-29年度と同様な解析を行い、遮蔽6日で見られる非遮蔽眼優位細胞への興奮性シナプス伝達の増強にそれらのシナプス可塑性が寄与するか検討する。
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Causes of Carryover |
実験が順調に進んだため予定していたより少ない動物と薬品で済んだため。
翌年度の計画では、遺伝子改変動物を用い、薬品をより多く必要とするので、動物の繁殖飼育費及び薬品購入費として使用する。
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Research Products
(1 results)