2016 Fiscal Year Annual Research Report
Roles of cannabinoid-dependent plasticity in the developing neuronal circuit in the mouse barrel cortex
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26430022
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| Research Institution | Saitama Medical University |
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Principal Investigator |
伊丹 千晶 埼玉医科大学, 医学部, 講師 (90392430)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 文隆 大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (00202044)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 体性感覚野 / スパイクタイミング可塑性 / CB1受容体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
CB(カンナビノイド)は従来、その精神的作用にのみ注目されてきたが、近年大脳皮質や海馬、小脳において短期的可塑性や長期抑圧を引き起こす伝達物質として、新たな注目を受けた。バレル皮質においては、4 層→2/3 層シナプスの長期抑圧（LTD)にCBが関与しており、臨界期の活動依存的な生理学的、形態学的可塑性に重要な役割を果たしていると考えられている。我々は、生後7-12 日(P7-12)においては、臨界期とは異なり長期増強（LTP)だけのスパイクタイミング依存性可塑性（STDP）が働いており、LTDの獲得が臨界期開始のメカニズムである可能性を示した(Itami J. Neurosci 2012)。またこの時同時に、視床→2/3 層にはLTD だけのSTDP がある事を見出した。視床皮質投射は発達期に一時的に表層まで広がるが、直ぐに4層までに退縮することが知られているが、そのメカニズムは知られていなかった。以上を踏まえて、我々は本研究において以下の点を明らかにした。１）P12以前において、L4-L2/3にLTDが起こらないのは、L4終末にCB1Rが発現していないためであること、２）視床－L2/3のLTDは視床終末に局在するCB1Rによるものであること、の2点を明らかにした。この実験においては、皮質興奮性細胞特異的にCB1Rをノックアウトした遺伝子改変動物と、CB1Rのグローバルノックアウトの2種類の遺伝子改変動物を用いて明らかにした。さらに、視床細胞特異的にGFPを発現する遺伝子改変動物（ROR-GFP）を用いて、CB1Rのアゴニストとアンタゴニストを腹腔内投与し、視床－L2/3への投射に与える影響を調べた。その結果、CB1Rアンタゴニストでは軸索支配領域の拡大が見られ、CB1Rアゴニストでは逆に軸索支配領域の縮小が見られた。これより、CB1Rは臨界期の生理学的、形態学的可塑性に重要な役割を果たす事が示された。
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