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2019 年度 実績報告書

感覚入力特異的なスクラップ&ビルドによる大脳皮質内の多細胞ネットワーク形成機構

計画研究

研究領域スクラップ&ビルドによる脳機能の動的制御
研究課題/領域番号 16H06460
研究機関生理学研究所

研究代表者

吉村 由美子  生理学研究所, 基盤神経科学研究領域, 教授 (10291907)

研究分担者 山本 亘彦  大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (00191429)
研究期間 (年度) 2016-06-30 – 2021-03-31
キーワード大脳皮質視覚野 / 興奮性細胞 / 抑制性細胞 / 双方向性神経結合 / 発達
研究実績の概要

マウス大脳皮質視覚野は大脳皮質の神経回路網発達を解析する良いモデルである。これまでに生後3週齢のマウス視覚野を対象に、2/3層にある興奮性ニューロンとfast spiking型の発火特性を示す抑制性ニューロンサブタイプ(FSニューロン)が形成する神経結合をスライスパッチクランプ法により解析した。その解析により、双方向性結合を形成する興奮性ニューロン―FSニューロンペアにおいては、興奮性、抑制性どちらか一方向性の結合しかみられないペアに比べて、神経結合が強いことを見出した。本年度はその発達過程を調べた。開眼前の幼若な時期では、FS発火パターンやこの抑制性細胞サブタイプのマーカーであるパルブアルブミンの発現が明確でなく、細胞サブタイプの同定が困難である。そこで、将来のFS細胞が蛍光標識されたトランスジェニックマウスを利用して、開眼前のマウス視覚野のシナプス結合を調べた。この結果、3週齢のマウスに比べて双方向性結合する興奮性ニューロン―FSニューロンペアは少ない結果を得た。また、記録したペアが双方向性に結合しているか、一方向性に結合しているかに関わらず、興奮性結合、抑制性結合が共に弱いことが明らかになった。従って、興奮性ニューロン―FSニューロン間の神経結合は開眼後に形成されると考えられる。

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

本年度は興奮性細胞とfast-spiking型の発火パターンを示す抑制性細胞の発達過程を明らかにした。この成果により、計画はおおむね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

今後は上述の神経結合形成に関与する分子機構を明らかにする。他の抑制性細胞サブタイプの神経結合形成についても解析を行う予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Rho guanine nucleotide exchange factors regulate horizontal axon branching of cortical upper layer neurons2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki K, Arimoto K, Kankawa K, Terada C, Yamamori T, Watakabe A, Yamamoto N
    • 雑誌名

      Cereb Cortex

      巻: 30 ページ: 2506-2518

    • DOI

      10.1093/cercor/bhz256.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hypothalamic neuronal circuits regulating hunger-induced taste modification.2019

    • 著者名/発表者名
      Fu, O., Iwai, Y., Narukawa, M., Ishikawa, A.W., Ishii, K.K., Murata, K., Yoshimura, Y., Touhara, K., Misaka, T., Minokoshi, Y. & Nakajima, K.I.
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 2019 Oct 8;10(1) ページ: 4560

    • DOI

      10.1038/s41467-019-12478-x.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] miR-124 dosage regulates prefrontal cortex function by dopaminergic modulation.2019

    • 著者名/発表者名
      Kozuka, T., Omori, Y., Watanabe, S., Tarusawa, E., Yamamoto, H., Chaya, T., Furuhashi, M., Morita, M., Sato, T., Hirose, S., Ohkawa, Y., Yoshimura, Y., Hikida, T. & Furukawa, T.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 2019 Mar 5;9(1) ページ: 3445

    • DOI

      10.1038/s41598-019-38910-2.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Establishment of clustered protocadherin-regulated high reciprocal connectivity between clonal cortical neurons requires sensory experience in mouse barrel cortex.2019

    • 著者名/発表者名
      Tarusawa E. Sanbo M, Hirabayashi T, Yagi Y, Yoshimura Y
    • 学会等名
      Neuro2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Involvement of V1 neurons preferring low-contrast stimuli in difficult orientation discrimination.2019

    • 著者名/発表者名
      Kimura R, Yoshimura Y
    • 学会等名
      9th FAOPS
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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