大脳新規格子回路と皮質カラムの構造と形成機構

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Discovery of the logic that establishes the 3D structure of organisms
• Project/Area Number: 18H04767
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 細谷 俊彦 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (70272466)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 大脳皮質 / カラム / マウス / ネコ

Outline of Annual Research Achievements

大脳皮質マイクロカラムが第５層以外の皮質層に存在するか否かを検討するため、マウス第6層の細胞配置の解析を行った。特定のタイプの興奮性細胞を蛍光タンパク発現を用いてラベルした。脳を取り出して固定したのち透明化し、２光子顕微鏡によるスキャンを行い細胞の３次元座標を取得した。また、全細胞の核の座標も同様に取得した。その結果、第6層興奮性細胞が細胞タイプ特異的に放射状に並び、マイクロカラム構造をとっていることを示す結果を得た。また、細胞タイプ特異的にカルシウムセンサータンパクを発現させ、in vivo ２光子イメージングによって神経活動を解析した。この結果、縦に並んだ細胞は神経活動が同期する傾向がみられ、第5層と同様に第6層のマイクロカラムも機能単位としての性質をもつことが示唆された。
古典皮質カラムとマイクロカラムの構造上の関係を調べることを目的として、幼若ネコの脳ブロックサンプルにおいて、興奮性細胞のサブセットに結合する抗体による染色を行なった。今回は、マウスにおいて第6層の特定のタイプの興奮性細胞で発現するタンパクのホモログに結合する抗体を用いた。核染色、透明化を行なったのち顕微鏡観察により細胞の座標を取得した。マウスと同様に、ネコ第6層が細胞タイプ特異的なマイクロカラム構造をもつことを示唆する結果を得た。現在、神経活動特異的に発現するタンパクに対する抗体を用いて、眼優位性カラムとの関係の解析を行っている。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

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。