2016 Fiscal Year Research-status Report
大脳皮質-大脳基底核投射から見た基底核神経回路の機能的並列性
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26350983
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
苅部 冬紀 同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (60312279)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 晋 同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (20510960) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 大脳基底核 / 視床下核 / 淡蒼球外節 / 大脳皮質 / 光遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は大脳皮質―基底核回路を、機能的な並列性を中心として検討することである。これまでの研究の結果、視床下核と密接な関係を持つ淡蒼球外節の神経回路を詳細にする必要が生じたため、本年度はラットおよびマウスを用いて、淡蒼球外節神経細胞の電気生理学・形態学的研究を行い、またその入出力についても詳細に研究した。
その結果、ラットおよびマウスにおいて淡蒼球外節神経細胞の投射様式と電気生理学的特性および物質発現に強い相関があることを見出した。この関係は、いくつかのグループからほぼ同時期に報告されているが、コンセンサスが得られておらず、国際的に議論が進められている。
さらに、遺伝子組換ラットとウイルスベクタを用いて、視床下核へ投射するパルブアルブミン陽性細胞特異的に蛍光物質とチャネルロドプシンを発現させたところ、淡蒼球外節パルブアルブミン細胞が、黒質緻密部のドーパミン細胞に対し強い抑制を掛けることを見出した。この抑制は黒質緻密部の腹側側のみに見られており、非常に選択性のある神経回路を形成していることが示唆された。
また、マウスにおいては、substance P受容体（SPR)抗体で標識される細胞群が存在し、それらの細胞は、SPR抗体で標識されない細胞群と電気生理学的に異なり、また視床下核に投射することを見出した。淡蒼球外節におけるSPR発現は、現在まで報告が少なく、その解釈には注意が必要であるが、新規な基底核回路である可能性がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
現在までに、大脳皮質の運動野および前頭野から基底核への投射に関して、そのトポグラフィおよび領野選択的な投射経路を明らかに出来た。
また皮質―大脳基底核投射および基底核間の神経結合について、ウイルスベクタと光遺伝学を元に形態学的・電気生理学的な解析を進めており、これらの点についてはほぼ予定通り進捗することが出来ている。
しかし、その過程で淡蒼球外節の関係する回路について、これまでに報告のない神経回路の存在を強く示唆する結果を得た。この点については更に詳細な実験により証明する必要が生じた。当初計画では、本年度が課題終了予定であったが、上述の点が本研究課題と深くかかわるため、年限を一年延長し、解決に充てることとしたため、進捗をやや遅れているとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
大脳皮質―大脳基底核回路、特に淡蒼球外節と視床下核、黒質に着目し、本年度に手がかりを得た神経回路について、光遺伝学と形態学を用いて詳細に解析していく。その結果を元に、本課題の成果をまとめる。投射部位特異的に神経細胞に遺伝子を導入する必要が生じたため、現在、当初の予定以外のAAVベクタを用いた逆行性標識を実験中であり、これを元に実験を効率的に遂行する予定である。この標識が上手く働かない場合でも、従来用いていた順行性ウイルスベクタの組み合わせにより、対処が可能であるため、実験の遂行には問題はないと考えている。
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| Causes of Carryover |
2016年度の研究の結果、期間延長して実験を継続する必要が生じたため、物品費に使用する金額を繰り越した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
物品費(試薬・ガラス器具）に使用する予定である。
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