2017 Fiscal Year Annual Research Report
嗅内皮質-海馬歯状回シナプス機能不全による空間弁別障害と適応的代償機構の解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Mechanisms underlying the functional shift of brain neural circuitry for behavioral adaptation |
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| Project/Area Number |
17H05564
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
木下 専 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (30273460)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | シナプス / 細胞骨格 / 海馬 / 認知 / 空間文脈 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳には細胞骨格成分が高発現するが、重合性GTPaseセプチン（SEPT1-14）も例外ではなく、疾患との関連も報告されている。Sept3欠損マウスの系統的行動解析において、迷路課題での空間定位・記憶は正常でありながら、空間文脈の認知・弁別が障害されていることがわかった。
類似情報の弁別には少数の細胞の同期発火によるスパースな表象が合理的とされる。嗅内野Ⅱ/Ⅲ層由来の貫通線維が投射する海馬歯状回（DG）顆粒細胞は強力な抑制性介在神経の作用もあって同期発火頻度が低い一方、その軸索（苔状線維）終末は特殊なシナプスを介してCA3錐体細胞を確実に発火させる。この回路特性が空間弁別に果たす役割が注目されてきたが、未解決問題も多いため、限局的な空間弁別障害を必発する遺伝子欠損マウスは貴重な研究対象となる。そこで野生型／Sept3欠損マウスDGへのAAVベクター局所注入による発現／枯渇実験によって空間弁別障害のレスキュー／再現を検証し、DGが責任領域であることと、神経回路発生異常に由来する不可逆的後遺障害でないことを示した。EC-DG-CA3-CA1間シナプスの精査により、DGのみでスパイン内滑面小胞体（ER）の減少を認め、初代培養顆粒細胞でのSEPT3枯渇によるスパインへのER侵入率の減少として再現されたが、海馬や大脳皮質の錐体細胞では再現されなかった。以上から、SEPT3要求性は顆粒細胞独自の特性といえる。後シナプス膜近傍のERはシグナル伝達やシナプス可塑性に不可欠なCa2+の供給源の１つであるが、当該シナプスでのERの生理的意義、ER侵入機構におけるSEPT3やスパイン基部に集積する他のセプチン・サブユニットの役割など、不明な点が多いため、引き続きこの問題に取り組む。
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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
初代培養海馬神経細胞のライブイメージングでの条件検討に時間がかかっているが、他は概ね順調である。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記データの取得・解析後、全データを論文化して投稿予定。
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