社会的隔離モデルによる社会性の神経回路の同定 内側前頭前野ー橋ー小脳を中心に

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K08078
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: 芳野 浩樹 奈良県立医科大学, 医学部, 博士研究員 (10347560)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 社会的隔離 / 前頭前野 / 錐体細胞 / 興奮性

Outline of Annual Research Achievements

マウスを幼少期に隔離飼育することにより、成体に発達後の内側前頭前野の第五層において特定の錐体細胞への興奮性シナプス入力が低下し、fast-spiking interneuronの興奮性が上がると共に錐体細胞への抑制性シナプス入力は増加していた。錐体細胞への興奮性入力が低下し、抑制性入力が増えるというバランスの崩れを裏付けるように錐体細胞の興奮性は低下していた。これらにより幼少期に社会的刺激がないことにより、内側前頭前野第五層の特定の錐体細胞の活動が低下すると解釈できるが、この錐体細胞の機能は脳全体においてどのような位置づけであるのかを解明するのが重要になってくる。これらの錐体細胞は、線条体、視床、橋などの皮質下へと軸索を投射していることが知られており、どの投射先をもつ錐体細胞が隔離飼育により影響を受けるのかを解明することにより、社会的刺激により発達する機能とその機能的基盤となる脳回路を明らかにすることができるのではないかと考えている。そのため、投射先に逆行性トレーサーを注入し、線条体に投射する錐体細胞、視床に投射する錐体細胞、橋に投射する錐体細胞をそれぞれ区別して観察できるようにしたい。現在のところ、定位脳手術の手法によりマウスの線条体、視床、橋の各部位に逆行性蛍光トレーサーを注入し、蛍光顕微鏡下で蛍光を発する内側前頭前野の錐体細胞の観察と電気生理学的記録は可能となった。今後はデータ数を集めて、各領域間の差を比較していく予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

これまで行ってきたマウス内側前頭前野の神経細胞に対するホールセルパッチクランプ法に加えて、他の脳領域に逆行性蛍光トレーサーを注入するという新たな技術導入が必要であったが、技術的に可能となった。

Strategy for Future Research Activity

逆行性蛍光トレーサーを使用したうえで、蛍光標識された各脳領域に軸索投射する内側前頭前野の錐体細胞を電気生理学的に記録し、集団飼育群と隔離飼育群のマウスをそれぞれ比較する

Research Products

• [Presentation] Social Isolation during development Reduces Excitability of a Subtype of Pyramidal cell in mouse Prefrontal Cortex which projects to Subcortical areas (2019)
  • Author(s): Yosuke Nishihata, Hiroki Yoshino, Yoichi Ogawa, Taketoshi Sugimura, Kazuya Okamura, Kazuhiko Yamamuro, Manabu Makinodan, Michihiro Toritsuka, Takashi Komori, Tokei Kaneda, Yasuhiko Saito, Toshifumi Kishimoto
  • Organizer: Society for Neuroscience meeting, Chicago, USA
  • Int'l Joint Research