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線条体の局所回路の解析を進めていく上で、個々の神経細胞の性質を明らかにすることは非常に重要なことである。本年度は、線条体に認められる介在細胞のうち、ホールセル記録法でFS細胞およびLTS細胞と同定した細胞のシナプス結合のターゲットに違いがあるかどうかに焦点をあてて検討した。その結果、下記の事がわかった。
ホールセル記録の後、バイオサイチンを注入し、DAB反応処理を経て、ひとつの神経細胞の全体像を染色し、エポン樹脂で包埋し、電子顕微鏡で神経終末を観察した。FS cellとLTS cellの神経終末が形成するシナプスの微細構造を、電子顕微鏡連続切片像3次元再構築画像解析システムを使って、シナプスの構造に関して解析を行った結果、これら2種類の介在細胞のターゲットは主に中型棘細胞の樹状突起であることと、FS cellの方がLTS cellよりもより多く細胞体にシナプスを形成していることを認めた。また、FS cellは、ターゲットの樹状突起の太さに正比例してシナプス結合の面積を変化させるという所見を認めた。いわば、FS cellはインピーダンスマッチングという概念のもとに抑制性の電流をターゲットに送り、効率的にターゲットを流れる興奮性の信号に抑制をかけているのではないかと思わせる形態的な構造をとっている。この観察結果は、ターゲットである中型有棘細胞にFScellが効率的で強力な抑制をかける可能性を形態的な局面から示唆するものである。一方、LTS cellにはこの傾向は認められず、どのような大きさの樹状突起にも一定の面積でレナプス結合を形成していた。このことから、FS cellとLTS cellは、局所神経回路において、異なる機能をもつであろうということが示唆された。
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