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サル大脳皮質一次視覚野に特異的に発現するセロトニン受容体の機能

研究課題

研究課題/領域番号 19500349
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 神経・筋肉生理学
研究機関大阪大学

研究代表者

佐藤 宏道  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (50154092)

研究分担者 七五三木 聡  大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (20271033)
定金 理  基礎生物学研究所, 脳生物学研究部門, 助教 (90446261)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2008年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2007年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード感覚系神経生理学 / 一次視覚野 / セロトニン / 5-HT1B受容体 / 5-HT2A受容体 / ニホンザル / 反応修飾 / 微小イオン泳動投与 / 活動依存性
研究概要

霊長類の大脳皮質の領野特異性がどのような分子及び生理的メカニズムによって形成されているのかを明らかにするために、ニホンザルの大脳皮質の遺伝子発現を調べたところ、セロトニン受容体のサブタイプ5-HT1B受容体、5-HT2A受容体が一次視覚野に高濃度に発現していることが明らかになった。これらの受容体遺伝子は一次視覚野の入力層である第4C層および第4A層の細胞に多く発現し、単眼性の視覚遮断を行ったところ3時間以内に発現の低下が観察された。すなわち、これらの遺伝子発現は活動依存的な制御を受けており、概日リズムなど、大脳の活動性を数時間のオーダーで詳説している可能性が示唆された。
さらにこれらの受容体サブタイプの生理的意義を明らかにする目的で、これらの受容体の作動薬・拮抗薬の局所投与と、ニューロン活動の記録を同時に行う電気生理実験を行った。一次視覚野ニューロンにおいて、5-HT1B受容体作動薬は低発火頻度の反応に対して抑制、高発火頻度の反応に対して促通性の効果を示した。5-HT2A受容体作動薬はその逆の効果を示した。これらの結果は、活動依存的に発現調節を受けるセロトニン受容体が、ニューロンの活動レベルを、入力強度に依存して調節し、かつ、5-HT1Bと2Aが相補的な役割を担っていることを示している。一次感覚野のレベルでの入力-出力関係の調節は大脳皮質機能に大きな影響を与える。調節性神経伝達物質(ニューロモジュレータ)の働きを理解する上で極めて重要な成果である。

報告書

(4件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (26件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Enriched expression of serotonin 1B and 2A receptor genes in macaque visual cortex and their bidirectional modulatory effects on neuronal responses2009

    • 著者名/発表者名
      Watakabe, A., Komatsu, Y., Sadakane, O., Shimegi, S., Takahata, T., Higo, N., Tochitani, S., Hashikawa, T., Naito, T., Osaki, H., Sakamoto, H., Okamoto, M., Ishikawa, A., Hara S.-i., Akasaki, T., Sato, H. and Yamamori, T.
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex doi:10. 1093

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Surround suppression sharpens orientation tuning on the cat primary visual cortex2009

    • 著者名/発表者名
      Okamoto, M., Naito, T., Sadakane, O., Osaki, H. and Sato, H.
    • 雑誌名

      Eur. J. Neurosci 29

      ページ: 1035-1046

    • NAID

      130005448464

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Enriched expression of serotonin 1B and 2A receptor genes in macaquc visual cortex and their bidirectional modulatory effects on neuronalresponses.2009

    • 著者名/発表者名
      Watakabe, A., et al.
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex doi : 10.1093(印刷中)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surround suppression sharpens orientation tuning on the cat primary visual cortex.2009

    • 著者名/発表者名
      Okamoto, M., et al.
    • 雑誌名

      Eur. J. Neurosci. 29

      ページ: 1035-1046

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enriched expression of serotonin 1B and 2A receptor genes in macaque visual cortex and their bidirectional modulatory effects on neuronal responses.2009

    • 著者名/発表者名
      Watakabe, A., et al.
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orientation tuning of surround suppression in lateral geniculate nucleus and primary visual cortex of cat.2007

    • 著者名/発表者名
      Naito, T., Sadakane, O. and Sato, H
    • 雑誌名

      Neuroscience 149

      ページ: 962-975

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Onset latency of orientation tuning in cat LGN.2008

    • 著者名/発表者名
      Okamoto, M., et al.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2008-11-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Spatiotemporal property of surround suppression elicited by stationary flashed grating in the lateral geniculate nucleus f the cat2008

    • 著者名/発表者名
      Hara, S.-I., Naito, T. Okamoto, M., Shimegi, S., Sato, H.
    • 学会等名
      第31回日本神経科学大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-07-10
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Spatiotemporal pr operty of surround suppression elicited by stationary flashed grating in the lateral geniculate nucleus ofthe cat.2008

    • 著者名/発表者名
      Hara, S. -I., et al.
    • 学会等名
      第31回日本神経科学大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-07-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Spatial frequency tuning of the cat V1 changes depending of the stimulus : a possible basis of scale-invariant perception2008

    • 著者名/発表者名
      Osaki, H., Naito, T., Sadakane, O., Okamoto, M., Sato, H.
    • 学会等名
      第31回日本神経科学大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-07-09
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Temporal dynamics of orientation tuning in cat LGN2008

    • 著者名/発表者名
      Okamoto, M., Naito, T., Hara, S., Shimegi, S., Sato, H.
    • 学会等名
      第31回日本神経科学大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-07-09
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Contrast-invariant orientation tuning in the cat LGN2008

    • 著者名/発表者名
      Naito, T., Osaki, H., Okamoto, M., Sato, H.
    • 学会等名
      第31回日本神経科学大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-07-09
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Contrast-invariant orientation tuning in the cat LGN.2008

    • 著者名/発表者名
      Naito, T., et al.
    • 学会等名
      第31回日本神経科学大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-07-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Temporal dynamics of orientation tuning in cat LGN.2008

    • 著者名/発表者名
      Okamoto. M., et al.
    • 学会等名
      第31回日本神経科学大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-07-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Spatial frequency tuning of the cat Vl changes depending of the stimulus : a possible basis of scale -invariant perception.2008

    • 著者名/発表者名
      Osaki, H., et al.
    • 学会等名
      第31回日本神経科学大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-07-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Surround Modulation in the Lateral Geniculate Nucleus and Primary Visual Cortex of the Cat: the Role of Feedforward Mechanisms in Cortical Surrounds.2007

    • 著者名/発表者名
      Sato, H
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2007
    • 発表場所
      米国、サンディエゴ市
    • 年月日
      2007-11-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Strength of surround suppression changes in proportion to the response magnitude in cat V12007

    • 著者名/発表者名
      S. SHIMEGI, A. ISHIKAWA, H. KIDA, H. SATO
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2007
    • 発表場所
      米国、サンディエゴ市
    • 年月日
      2007-11-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Difference in electrophysiological properties of layer III pyramidal neurons between cortical areas V1 and TE of the macaque2007

    • 著者名/発表者名
      A. ISHIKAWA, A. MARUYAM A, D. HOSOYAMA, Y. YOSHIMURA, H. TAMURA, H. SATO, I. FUJITA
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2007
    • 発表場所
      米国、サンディエゴ市
    • 年月日
      2007-11-04
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Development of membrane properties of layer III pyramidal neurons in macaque visual cortical areas V1 and TE2007

    • 著者名/発表者名
      A. MARUYAMA, A. ISHIKAW A, D. HOSOYAMA, Y. YOSHIMURA, H. TAMURA, H. SATO, I. FUJITA
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2007
    • 発表場所
      米国、サンディエゴ市
    • 年月日
      2007-11-04
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Functional effects of 5-HT1B and 5-HT2A receptors in macaque V1.2007

    • 著者名/発表者名
      Sadakane O., et al.
    • 学会等名
      第30回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-09-11
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
  • [学会発表] Functional effects of 5-HT1B and 5-HT2A receptors in macaque V1.2007

    • 著者名/発表者名
      Sadakane, O., Watakabe, A., Komatsu, Y., Shimegi, S., Naito, T., Osaki, H., Sato, H. and Yamamori, T.
    • 学会等名
      第30回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2007-09-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Strength of surround suppression is proportional to the time course of response magnitude in cat V1.2007

    • 著者名/発表者名
      S. Shimegi, A. Ishikawa, H. Kida, H. Sakamoto, H. Sato
    • 学会等名
      第30回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2007-09-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of electrophysiological properties of layer III pyramidal neurons between cortical areas V1 and TE of the macaque.2007

    • 著者名/発表者名
      A. Ishikawa, A. Maruyama, D. Hosoyama, Y. Yoshimura, H. Tamura, H. Sato and I. Fujita
    • 学会等名
      第30回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2007-09-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Developmental changes in electrophysiological properties of layer III pyramidal neurons in macaque visual cortices.2007

    • 著者名/発表者名
      A. Maruyama, A. Ishikawa, D. Hosoyama, Y. Yoshimura, H. Tamura, H. Sato and I. Fujita
    • 学会等名
      第30回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2007-09-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Orientation tuning of the LGN neurons and its contrast invariance2007

    • 著者名/発表者名
      Naito T, Osaki H, Sadakane O, Okamoto M, Sato H
    • 学会等名
      30th European conference on Visual Perception
    • 発表場所
      イタリア、アレッゾ市
    • 年月日
      2007-08-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Two types of surround suppression with different spatiotemporal properties in cat V12007

    • 著者名/発表者名
      Sato, H.
    • 学会等名
      International Brain Research Organization (IBRO) 2007
    • 発表場所
      オーストラリア、メルボルン市
    • 年月日
      2007-07-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Activity-dependent effects of 5-HT1B and 5-HT2A receptors in macaque V12007

    • 著者名/発表者名
      Sadakane, O., Watakabe, A., Komatsu, Y., Shimegi, S., Naito, T., Osaki, H., Sato, H. and Yamamori, T.
    • 学会等名
      第84回日本生理学会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2007-03-21
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Activity-dependent effects of 5-HT1B and 5-HT2A receptors in macaque V1.2007

    • 著者名/発表者名
      Sadakane O., et al.
    • 学会等名
      第84回日本生理学会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2007-03-21
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
  • [学会発表] Developmental changes in electrophysiological properties of layer III pyramidal neurons in macaque visual cortices2007

    • 著者名/発表者名
      A. Maruyama, A. Ishikawa, D. Hosoyama, Y. Yoshimura, H. Tamura, H. Sato and I. Fujita
    • 学会等名
      第30回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Comparison of electrophysiological properties of layer III pyramidal neurons between cortical areas V1 and TE of the macaque2007

    • 著者名/発表者名
      A. Ishikawa, A. Maruyama, D. Hosoyama, Y. Yoshimura, H. Tamura, H. Sato and I. Fujita
    • 学会等名
      第30回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Strength of surround suppression is proportional to the time course of response magnitude in cat V12007

    • 著者名/発表者名
      S. Shimegi, A. Ishikawa, H. Kida, H. Sakamoto, H. Sato
    • 学会等名
      第30回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Functional effects of 5-HT1B and 5-HT2A receptors in macaque V12007

    • 著者名/発表者名
      Sadakane, O., Watakabe, A., Komatsu, Y., Shimegi, S., Naito, T., Osaki, H., Sato, H. and Yamamori, T.
    • 学会等名
      第30回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.Vision.hss.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.vision.hss.osaka-u.ac.jp/index.htm

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-09-09  

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