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哺乳類脳幹神経回路網の機能形成過程の光学的解析:広範囲脱分極波による機能発生制御

研究課題

研究課題/領域番号 17023017
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

佐藤 勝重  東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 講師 (80291342)

研究分担者 佐藤 容子  東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 講師 (70251501)
研究期間 (年度) 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2005年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワードdepolarization wave / 光学計測 / 膜電位感受性色素 / ラット胚 / gap junction / 脳幹 / 中枢神経系 / 神経回路網
研究概要

脳幹は、生命活動に関わる多くの情報が直接入・出力し、処理・統合される重要な領域である。脳幹では、末梢からの情報の伝達回路と、脳幹に内在する自発興奮の伝達回路とが混在しており、これらは互いに影響をおよぼし合いながら機能的に形成・調節されていることが推察される。中枢神経系では、発生過程において、シナプス結合はいったん過形成され、後にrefinementされることが知られているが、この過程に自発興奮が重要な役割を果たしていることが示唆されており、脳幹内神経回路網の機能形成過程を明らかにすることは、中枢神経系における神経回路網形成の基本原理を明らかにすることにつながると考えられる。我々は、脳幹の機能的構築・形成過程を明らかにする目的で、膜電位の光学的イメージング法を鶏胚に適用し、脳神経刺激に対する脳幹内での応答のマッピングを行い、一時中継核や二次中継核を同定し、それらのdevelopmentalな機能形成過程を明らかにしてきた。一方その研究過程で、脳神経・脊髄神経を介した外来性入力、あるいは中枢神経系内に内在する自発興奮活動によって、大脳から脊髄にいたる中枢神経系のほぼ全領域にわたって広範に伝播する脱分極波(depolarization wave)が誘発され、それに引き続き、Ca waveが引き起こされることを見いだした。この脱分極波は、脳幹において神経核内のシナプス伝達が開始され、神経回路網が成熟していく時期に一致して特異的に出現することから、脳幹回路網形成に重要な役割を果たしていると考えられる。さらに、この脱分極波は、鶏胚に限ってみられる現象ではなく、ラット胚やマウス胚においても観察されることが明らかとなって、その機能解明に遺伝子改変動物が使えるなど、これからまさに新しい展開を迎えるに至っている。
本研究では哺乳類を主な実験対象として、光学的イメージング法とelectroporationによるin utero gene expression法および遺伝子改変動物を用い、(1)脳幹神経回路網の形成の時空間的ダイナミズムと(2)脱分極波の神経回路網形成における役割について解明する。本年度は、depolarization waveのラット胚中枢神経系における出現パターンに関して明らかにすることができた。

報告書

(1件)
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (7件)

  • [雑誌論文] Rhythmic neuronal discharge in the medulla and spinal cord of fetal rats in the absence of synantic transmission2006

    • 著者名/発表者名
      Ren, J.et al.
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology 95

      ページ: 527-534

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Optical recording of vagal pathway formation in the embryonic brainstem2006

    • 著者名/発表者名
      Momose-Sato, Y., Sato, K.
    • 雑誌名

      Autonomic Neuroscience : Basic and Clinical (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Functional representation of the finger and face in the human somatosensory cortex : Intraoperative intrinsic optical imaging2005

    • 著者名/発表者名
      Sato, K. et al.
    • 雑誌名

      NeuroImage 25

      ページ: 1292-1301

    • NAID

      130007039125

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Optical imaging of large-scale correlated wave activity in the developing rat CNS2005

    • 著者名/発表者名
      Momose-Sato, Y. et al.
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology 94

      ページ: 1606-1622

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Visualization of somatotopic representation of sensory cortex with intrinsic optical signals as guides for brain tumor surgery2005

    • 著者名/発表者名
      Nariai, T. et al.
    • 雑誌名

      Journal of Neurosurgery 103

      ページ: 414-423

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Maturation of odor representation in the honeybee antennal lobe2005

    • 著者名/発表者名
      Wang, S. et al.
    • 雑誌名

      Journal of Insect Physiology 51

      ページ: 1244-1254

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Primary vagal projection to the contralateral non-NTS region in the embryonic chick brainstem revealed by optical recording2005

    • 著者名/発表者名
      Momose-Sato, Y., Sato, K.
    • 雑誌名

      Journal of Membrane Biology 208(in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2018-03-28  

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