新しく見つかった線状体投射ニューロン群の関わる神経回路の構造と機能についての研究

• 研究課題/領域番号: 18019017
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 古田 貴寛 京都大学, 医学研究科, 助教 (60314184)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円); 2007年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円); 2006年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: 線条体 / 大脳皮質 / 視床 / neurokinin / vesicular glutamate tra / vesicular glutamate transporter

研究概要

目的:一つ一つの線条体ニューロンに対して大脳皮質及び視床由来の興奮性入力がどのように入力するのかを調べる。ウイルス液を線条体に注入し、単一のニューロンが区別できる密度でニューロンをゴルジ染色様に標識する。GFPで標識されたニューロンがneurokinin B、dynorphin、enkephalinのいずれを発現するニューロンであるかを免疫染色によって分類する。Vesicular Glutamate Transporter 1,2に対する免疫染色を行い、入力神経終末とGFPで標識されたニューロンの樹状突起を高倍率で共焦点レーザー顕微鏡を用いて撮影し、樹状突起に対する興奮性神経終末の近接する数を数えて定量的な所見とし解析を行う。
結果:18年度中にレーザー顕微鏡による実験の条件は最適化しデータも相当数集まった。19年度はそのデータ解析と電子顕微鏡による研究を行った。興奮性神経終末が近接する場所を、樹状突起の棘尖端、棘根元、幹の3種類にわけ精密に解析したところ、dynorphinニューロンとenkephalinニューロンの間で差が無かったのに対し、neurokinin Bニューロンに対する入力は他の2つのグループに対する入力よりも少ないことが分かった。樹状突起の単位長さあたりの棘の数と近接する興奮性神経終末の数を比べると、線条体中型有棘ニューロンのほとんどの棘には大脳皮質あるいは視床からの興奮性入力が入っていることは示唆された。
また、レーザー顕微鏡で観察した樹状突起と神経終末の接触が実際にシナプス形成しているかどうかを確かめるために電子顕微鏡で観察を行った。その結果、GFPで標識された樹状突起に興奮性神経終末がシナプス結合しているところが観察された。より確実な解析のため電子顕微鏡写真から三次元再構築を試みているところである

研究成果

• [雑誌論文] The effects of cutting solutions on the viability of GABAergic interneurons in cerebral cortical slices of adult mice. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, Y., Tanaka, Y., Furuta, T., Yanagawa, Y., & Kaneko, T
  • 雑誌名: J. Neurosci. Method
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeting green fluorescent protein to dendritic membrane in central neurons. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kameda, H., Furuta, T., Matsuda, W., Ohira, K., Nakamura, K., Hioki, H., & Kaneko, T
  • 雑誌名: Neurosci. Res
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibitory gating of vibrissal inputs in the brainstem. (2008)
  • 著者名/発表者名: Furuta, T., Timofeeva, E., Nakamura, K., Okamoto-Furuta, K., Togo, M., Kaneko, T., & Deschenes, M.
  • 雑誌名: J. Neurosci 28 ページ: 1789-1797
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of D1 but not D2 dopamine receptors in striatal neurons producing neurokinin B in rats. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sonomura, T., Nakamura, K., Furuta, T., Hioki, H., Nishi, A., Yamanaka, A., Uemura, M., & Kaneko, T.
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci 26 ページ: 3093-3103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient gene transduction of neurons by lentivirus with enhanced neuron-specific promoters. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hioki, H., Kameda, H., Nakamura, H., Okunomiya, T., Ohira, K., Nakamura, K., Kuroda, M,Furuta, T., & Kaneko, T
  • 雑誌名: Gene Ther 14 ページ: 872-882
  • 査読あり
• [雑誌論文] Angular tuning bias of vibrissa-responsive cells in the paralemniscal pathway. (2006)
  • 著者名/発表者名: Furuta T.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 26 ページ: 10548-10557
• [学会発表] 三叉神経核群中間亜核から主感覚核への抑制性入力 (2008)
  • 著者名/発表者名: 古田貴寛、Timofeeva E、中村公一、岡本-古田敬子、十河正弥、金子武嗣、Deschenes M、
  • 学会等名: 第113回日本解剖学会学術集会
  • 発表場所: 大分
• [学会発表] ラット新生仔線条体のドーパミンアイランドにみられる二重構造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村公一、藤山文乃、古田貴寛、金子武嗣
  • 学会等名: 第113回日本解剖学会学術集会
  • 発表場所: 大分
• [学会発表] 透過電子顕微鏡画像と対応させたラット線条体投射ニューロンへの定量的解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 薗村貴弘、古田貴寛、山中淳之、岩井治樹、植村正憲、金子武嗣
  • 学会等名: 第113回日本解剖学会学術集会
  • 発表場所: 大分
• [学会発表] Inhibitory input from the interpolar nucleus of the spinal trigeminal complex to the principal trigeminal nucleus (2007)
  • 著者名/発表者名: Furuta, T., Timofeeva, E., Okamoto-Furuta, K., Deschenes, M., Nakamura, K., Kaneko, T.,
  • 学会等名: 第30回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Quantitative analysis of inputs to projection neurons from the neocortex or the thalamus in the rat neostriatum (2007)
  • 著者名/発表者名: Sonomura, T., Furuta, T., Okamoto- Furuta, K., Unzai, T., Iwai, H., Uemura, M., & Kaneko, T.
  • 学会等名: 第30回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Axonal arborizations of single thalamocortical neurons in the rat visual cortex (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, H., Hioki, H., Nakamura, K., Furuta, T., Kaneko, T.,
  • 学会等名: 第30回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜.
• [学会発表] Single-axon tracing study of thalamocortical projections arising from the motor nuclei of the rat (2007)
  • 著者名/発表者名: Kuramoto, E., Furuta, T., Nakamura, K., Hioki, H., Unzai, T., Kaneko, T.,
  • 学会等名: 第30回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜.
• [学会発表] Nigrostriatal dopamine neurons form wide and highly dense axon terminals in the striatum of rat: single-cell study (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsuda, W., Furuta, T., Nakamura, K., Kaneko, T., Arai, R.,
  • 学会等名: 第30回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜.
• [学会発表] Development of dendritic membrane-targeting signals using lentiviral vectors (2007)
  • 著者名/発表者名: Kameda, H., Hioki, H., Furuta, T., Ohira, K., Matsuda, W., Nakamura, K., Kaneko, T.,
  • 学会等名: 第30回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜.
• [学会発表] Single cell tracing of striatofugal neurons in neonatal rat brain (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, K., Fujiyama, F., Furuta, T., Kaneko, T.,
  • 学会等名: 第30回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜.