2018 Fiscal Year Annual Research Report
大脳皮質の領野特異的かつ層特異的なフィードバック結合の神経活動操作法と機能解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Mechanisms underlying the functional shift of brain neural circuitry for behavioral adaptation |
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| Project/Area Number |
17H05562
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
小坂田 文隆 名古屋大学, 創薬科学研究科, 准教授 (60455334)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ウイルスベクター / フィードバック結合 / 領野 / 層特異性 / 多様性 / 細胞種 / 化学遺伝学 / 多平面同時イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大脳皮質は6層構造を有し、第2/3層細胞および第5層細胞が出力細胞として大脳皮質の異なる領野間の情報伝達を担う。第2/3層細胞および第5層細胞が特定の領野に固有の情報を伝達する。そこで、我々は視覚情報伝達における領野特異的かつ層特異的なフィードバック結合の役割を検討する目的で、まずフィードバック出力を担う第2/3層細胞と第5層細胞の機能を同時にイメージングする技術を開発した。2光子顕微鏡を改造し空間光変調器（SLM）を搭載することで、異なる2焦点面の同時イメージングに成功した。続いて、領野特異的かつ層特異的なフィードバック結合を特異的に標識する目的で、大脳皮質の第5層特異的にCreを発現するマウス、およびCre依存的かつFlp依存的なウイルスベクターを用いて、大脳皮質視覚野のLMからV1にフィードバック投射をする第5層細胞に特異的にGFPを導入する実験系を確立した。その後、LMからV1にフィードバック投射をする第5層細胞を特異的に神経活動操作する目的で、化合物リガンドであるCNOの投与依存的に神経活動を活性化できるhM3Dqあるいは神経活動を抑制するhM4Diを、GFPの代わりに搭載したAAVを作製した。その結果、V1へフィードバック投射をするLMの第5層細胞に特異的にhM3DqあるいはhM4Diの発現が認められた。これら高次領野からのV1へのフィードバック結合の役割を明らかにするために、V1へフィードバック投射をするLMの第5層細胞の活動を操作した際に、V1の視覚応答の変化を解析した。リガンドのCNOを投与しながら、V1の応答を2光子顕微鏡イメージングで解析したところ、V1ニューロンの視覚応答性に変化が認められた。層特異的な役割を検討するために、第5層細胞と第2/3層細胞をそれぞれ操作して、違いを比較検討した。以上の結果より、領野特異的かつ層特異的なフィードバック結合の視覚情報処理における役割を明らかにすることができた。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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