大脳皮質の錐体細胞間抑制性結合の機能的役割

• 研究課題/領域番号: 21300119
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経科学一般
• 研究機関: 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(共通施設)
• 研究代表者: 吉村 由美子 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(共通施設), 教授 (10291907)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2011年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2010年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円); 2009年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: 大脳皮質 / 視覚野 / 錐体細胞 / 抑制性細胞 / シナプス / 興奮性結合 / 抑制性結合 / ラット / 発達 / 暗室飼育

研究概要

これまでに我々は、大脳皮質視覚野2/3層錐体細胞間の神経結合を解析し、錐体細胞の軸索が抑制性細胞の細胞体を介さずに、抑制性細胞の軸索終末を直接活性化し、伝達物質を放出させるという全く新しいタイプの抑制性神経回路を見出した。本年度は、錐体細胞間抑制性伝達を仲介する抑制性終末の起始ニューロンのサブタイプの同定を行った。ラットの大脳皮質視覚野から切片標本を作製し、2/3層錐体細胞からホールセル記録法を用いて錐体細胞間抑制性反応を記録した。錐体細胞間抑制が錐体細胞の細胞体に入力しているかを調べるために、カイニン酸受容体遮断薬を封入したピペットを用いて、局所的な遮断薬投与を行った。細胞体近傍にカイニン酸受容体を投与すると、錐体細胞間抑制は著しく減弱した。従って、この抑制性反応には錐体細胞の細胞体周辺にある抑制性シナプスが関与していると考えられる。細胞体に抑制性入力するのは、パルブアルブミンまたはCCKを発現している2種類の抑制性ニューロンサブタイプが報告されている。抗パルブアルブミン抗体または抗CCK抗体を用いて抑制性神経終末を、抗VgluT1抗体を用いて興奮性神経終末を染色し、抑制性反応を担うシナプスを可視化したところ、どちらの抑制性ニューロンタイプの終末にも興奮性シナプス終末が隣接している染色像が多く観察された。以上の結果は両方の抑制性ニューロンサブタイプが錐体細胞間抑制性反応を担うことを示唆する。

研究成果

• [雑誌論文] Facilitation of low-frequency stimulation-induced long-term potentiation by endogenous noradrenaline and serotonin in developing rat visual cortex (2009)
  • 著者名/発表者名: Inaba, M., Maruyama, T., Yoshimura, Y., Hosoi, H., Komatsu, Y.
  • 雑誌名: Neuroscience Research 64 ページ: 191-198
  • 査読あり
• [学会発表] 大脳皮質視覚野における微小神経回路網の経験依存的発達 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉村由美子
  • 学会等名: 第87回生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡市民文化ホール (岩手県盛岡市)
  • 年月日: 2010-05-21
• [学会発表] Activity-dependent development of microcircuits in visual cortex (2009)
  • 著者名/発表者名: Yumiko Yoshimura
  • 学会等名: The 32th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: Nagoya Congress Center, Nagoya, Japan
  • 年月日: 2009-09-16
• [図書] Long-term modification at inhibitory synapses in developing visual cortex(Inhibitory Synaptic Platicity)(Woodin, MA., Maffei, A.(eds.)) (2011)
  • 著者名/発表者名: Komatsu, Y., Yoshimura, Y
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: Springer