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海馬CA1ー膨大後部皮質間の単シナプス抑制性神経回路構造の分子基盤を探る

研究課題

研究課題/領域番号 20K06899
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分46020:神経形態学関連
研究機関帝京大学

研究代表者

宮下 俊雄  帝京大学, 医学部, 講師 (80415314)

研究分担者 冨岡 良平  熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 助教 (30415244)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード海馬 / 膨大後部皮質 / GABA作動性ニューロン / 神経回路 / 抑制性ニューロン / NetrinG1 / 抑制性神経細胞 / netrin-G1
研究開始時の研究の概要

齧歯類の海馬と膨大後部皮質は、空間学習に重要な脳領域である。海馬の興奮性神経回路を構成する細胞には、特定の場所情報を処理する細胞がある。一方で海馬の抑制性介在細胞には場所受容野を持つものはなく、場所情報を修飾する事で、空間認知やナビゲーションに役割を発揮すると考えられる。
我々は、海馬CA1から膨大後部皮質へと直接神経線維連絡を持つ抑制性神経細胞を発見した。本研究ではこの抑制性神経細胞が構築する神経回路を解剖学的に解明する。さらにこの抑制性細胞に特異的に発現する膜タンパク分子netrin-G1に着目し、その遺伝子破壊マウスを用いて抑制性神経回路の構築や機能発現におけるその機能の解明を目指す。

研究実績の概要

海馬と大脳皮質の機能連関を明らかにすることを目的とし、海馬CA1より膨大後部皮質へ直接投射するGABA作動性ニューロンの機能解析を行っている。
このニューロンは海馬で層特異的な配置を示し、シナプス性膜タンパクNetrinG1を特異的に発現することが明らかとなった。加えて、APP、reelin、カルシウム結合タンパクの特異的な発現が認められた。本研究ではNetrinG1をGABA作動性ニューロンで欠損するトランスジェニック系統マウスを用い、神経回路における異常を解析した。
GABA作動性ニューロンに組換え酵素creを発現するvGAT;cre系統のトランスジェニックマウスを用い、海馬へcre依存的にGFPを発現するAAVベクターを注入し、海馬-膨大後部皮質を連結する軸索を可視化した。軸索は膨大後部皮質の第1層に限局して認められ、特に第一層のb層(L1b)に多く認められた。KOマウスでは細胞体の海馬内での配置に異常は認められないが、軸索投射先である膨大後部皮質における軸索および神経終末の分布に異常が認められた。また、前向性に越シナプス的に拡散するmWGA-mCherryを海馬BAGA作動性ニューロンに発現させることで膨大後部皮質における後シナプス細胞の分布を確認した。
現在これらのKOマウスにおける分布を解析している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画通り進み、さらに予定外の実験も順調に進んでいるため。

今後の研究の推進方策

今後はKOマウスにおいて膨大後部皮質の抑制性回路に引き起こされる異常をイメージングや行動実験を行う解析している予定である。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] 海馬CA1より膨大後部皮質へ投射する抑制性ニューロンの神経化学的解析2024

    • 著者名/発表者名
      宮下俊雄
    • 学会等名
      第129回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス膨大後部皮質の生後発達におけるIba1陽性小膠細胞の分布2023

    • 著者名/発表者名
      宮下俊雄
    • 学会等名
      第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 海馬CA1-RS抑制性神経回路の形成に関わるnetrin-G1の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      宮下俊雄、冨岡良平、吉村由美子、糸原重美、萩原治夫
    • 学会等名
      第127回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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