ヒゲ感覚システムにおける単一視床ニューロンの線維連絡と活動特性を生体内で解析する

• 研究課題/領域番号: 18700342
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 神経解剖学・神経病理学
• 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: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2007年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 2006年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: ヒゲ感覚システム / 視床 / 大脳皮質 / 軸索分布パターン / 活動特性

研究概要

本申請課題のための実験設備を整えた。国内ではまだ普及した実験法となっていないジャクスタセルラー記録法/標識法のために、電極をはじめ各実験機材を最適化し、非常に高い成功率で実験を遂行できるようになった(この実験法は他の研究室では成功率があまり高くない)。さらに標識を強くするためにTSA法(Tyramid signal amplification法)を採用し、さらにその実験条件を検討し最適な条件を確立した。その結果、単一細胞レベルで記録を行ったニューロンの樹状突起と軸索の形態を非常に良く可視化することが出来、本申請課題の目的である視床一大脳皮質投射ニューロンの軸索の形態を解析できる状態になった。
ヒゲ刺激を行うためのピエゾ刺激装置を制作した。板状のベンダー型ピエゾ素子にスティックを取り付けひげを押せるようにした。ピエゾ素子を軸に取り付け、それをマニュピレータで保持することによって空間的に自由な角度、位置にピエゾ素子を設置することができるようにした。実験動物を固定する脳定位固定装置にも工夫し固定した動物のひげをピエゾで刺激できるようになった。また、レーザー変位計を用いてピエゾの動きを観察しながらピエゾ素子を動かす電流を工学的に検討し、最適な刺激を作る装置を作り上げた。
以上のセットアップにより効率的にサンプルが集まり論文作製に十分な解析ができるような状態になった。
本申請課題に密接に関係する研究として、三叉神経核主感覚核のニューロンに対して抑制性の入力があり、それが中間亜核由来であることを示した。その成果を学術論文として発表した。(Furuta, et. al., 2008, J. Neurosci., 28: 1789-1797)

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: 〓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ヘの定量的解析 (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.