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大脳皮質回路の結合選択性

研究課題

研究課題/領域番号 18020031
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関生理学研究所

研究代表者

川口 泰雄  生理学研究所, 大脳皮質機能研究所, 教授 (40169694)

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 *注記
7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
2007年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
2006年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
キーワード大脳皮質 / 錐体細胞 / GABA / アセチルコリン / ムスカリン / ニコチン / ソマトスタチン / コレシストキニン / 線条体 / 橋核 / 局所回路 / シナプス結合 / 逆行性標識 / 樹状突起
研究概要

大脳皮質の重要なモデュレーターであるアセチルコリンは覚醒・認知機能に深く関与する重要な伝達物質である。アセチルコリンを持続的に投与する実験から、皮質投射ニューロンである錐体細胞に対する主たる作用は興奮性だと考えられ、投与初期に一過性に現れる過分極はGABA細胞、特に、その主なサブタイプであるFS細胞の一過性興奮による抑制性シナプス電位だと思われてきた。しかし、可視化した細胞にアセチルコリンを短時間与えると5層錐体細胞には、抑制性シナプス電流でなく、ムスカリン受容体の活性化・Ca濃度上昇によるKチャネルが開くことで過分極が起きることがわかってきた。アセチルコリンの短時間作用については、錐体細胞の場合と同じく、GABA細胞についても研究グループ間によって異なる考え方が出されている。今回、皮質ニューロンタイプへのアセチルコリンの一過性応答を再検討した。どの皮質領域にいても、ムスカリン性過分極は錐体細胞では5層のものに限られ2・3層では見られず、GABA細胞ではCCK陽性の大型バスケット細胞でみられた。しかし、過分極に関わる受容体は5層錐体細胞ではm1であったのに対して、CCKバスケット細胞ではm2であり、その誘発機構は異なると考えられた。ニコチン性脱分極は、VIP細胞やニューログリア様細胞で起こすことができた。FS細胞、ソマトスタチン細胞では、他のグループによる報告とは異なり、一過性応答は殆ど観察できなかった。これらと私たちの以前の持続的投与結果と合わせると、アセチルコリンは皮質下構造に投射する5層錐体細胞を一過性に直接抑制する一方、抑制性ニューロンではニコチン受容体による脱分極・ムスカリン受容体による過分極・ムスカリン受容体による緩徐な持続的脱分極がサブタイプごとに異なる組み合わせで発現し、これらを介して抑制性回路活動を調節していることが明らかになった。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Neocortical inhibitory terminals innervate dendritic spines targeted bthalamocortical afferents2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Kubota
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience 27

      ページ: 1139-1150

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterogeneity of phasic cholinergic signalling in neocortical neurons2007

    • 著者名/発表者名
      Allan T. Gulledge
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology 97

      ページ: 2215-2229

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phasic cholinergic signaling in the hippocampus: functional homology with the neocortex?2007

    • 著者名/発表者名
      Allan T. Gulledge
    • 雑誌名

      Hippocampus 17

      ページ: 327-332

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dendritic branch typing and spine expression patterns in cortical nonpyramidal cells.2006

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Kawaguchi
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex 16

      ページ: 696-711

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Recurrent connection patterns of corticostriatal pyramidal cells in frontal cortex.2006

    • 著者名/発表者名
      Mieko Morishima
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience 26

      ページ: 4394-4405

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 大脳皮質錐体細胞の多様性と結合特異性.2008

    • 著者名/発表者名
      川口泰雄
    • 学会等名
      第113回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 発表場所
      大分
    • 年月日
      2008-03-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 皮質局所神経回路における興奮・抑制結合の多様性.2007

    • 著者名/発表者名
      川口泰雄
    • 学会等名
      第30回日本神経学会科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-09-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 大脳皮質非錐体細胞の樹状突起特性の解析.2007

    • 著者名/発表者名
      窪田芳之
    • 学会等名
      第30回日本神経学会科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-09-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 大脳皮質回路における発火パタンに依存した結合特異性.2007

    • 著者名/発表者名
      大塚岳
    • 学会等名
      第30回日本神経学会科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-09-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 大脳皮質非錐体細胞への興奮性・抑制性シナプス入力比.2007

    • 著者名/発表者名
      関川明生
    • 学会等名
      第30回日本神経学会科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-09-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 抑制性ニューロン特異的にレポーター遺伝子を発現する非ヒト哺乳動物

    • 発明者名
      柳川右千夫, 川口泰雄, 平林真澄
    • 権利者名
      群馬大学, 自然科学研究機構
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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