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イモリの網膜は完全に除去されても再生することができる。再生の過程で、網膜を構成する神経細胞が分化し、互いにシナプスを形成することで複雑な光情報処理能力を回復する。本研究はこうした網膜再生系を用いて、神経細胞間のシナプス形成と光応答発現のプロセスについて明らかにすることを目的とする。
今年度、まず興奮性の神経伝達物質であるグルタミン酸の発現様式について免疫組織化学法で明らかにした。グルタミン酸は視細胞、双極細胞、神経節細胞の伝達物質であり、光信号の縦方向の伝達に関わる。網膜再生過程で、グルタミン酸は神経節細胞、視細胞、双極細胞の順で発現することが分かった。一方、発現量はシナプス層が形成される頃、視細胞や神経節細胞で一時的に増加するようであった。
さらに、顕微鏡光源を利用した光刺激法を確立し、正常網膜スライス標本中の細胞から光誘起性のシナプス応答を記録した。また、記録後細胞に蛍光色素を注入し形態を観察した。まず実験条件を確立する目的で、比較的記録の容易なアマクリン細胞を調べた。その結果、光応答と形態の特徴からいくつかのタイプ(例えば、一過性ON-OFFタイプや持続性ONタイプ)を同定することができた。パッチクランプ法の改善により、同一細胞からの長時間記録が可能となったことから、伝達物質受容体の解析を始め、これまでに、全てのアマクリン細胞がグルタミン酸、GABA、グリシン受容体を発現していることや、それらの発現量が細胞のタイプによって異なることが分かった。
来年度以降、アマクリン細胞に加え、他の神経細胞(視細胞、水平細胞、双極細胞)の光応答や伝達物質受容体の解析を進めると同時に、再生過程におけるそれらの発現様式について調べる予定である。さらに、視細胞の光応答発現時期を明らかにし、網膜細胞のシナプス形成と光応答発現時期との相関ついて調べる予定である。
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