大脳皮質視覚野の生理機能発達

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12210014
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 津本 忠治 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (50028619)
• 研究分担者: 内山 安男 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (10049091)
• キーワード: 大脳 / 視覚野 / 発達 / 神経栄養因子 / GABAニューロン / 抑制性シナプス / 細胞移動 / カテプシン

研究概要

大脳皮質神経回路の入力依存的発達には抑制性伝達物質GABAが関与していると考えられているが、本年度は、脳由来神経栄養因子(BDNF)が、GABAニューロンの発達にどのような影響を与えるかの解明を試みた。また、大脳皮質神経回路の発達には異所性投射細胞の退行や細胞死を伴うことも知られているが、なぜそのような神経細胞死が起きるかのメカニズム解明もめざした。その結果、本年度は以下の知見を得た。
1)GABAニューロンが緑色蛍光を発するように遺伝子を改変したマウスの大脳視覚野スライス標本にBDNFを急性投与するとGABAニューロンへの興奮性シナプス伝達が持続的に抑圧された。
2)1個のGABAニューロンをグリア微小島の上で培養する孤立細胞培養標本を使って、BDNFを10日〜2週間程長期投与した場合、GABAニューロンの発達がどのような影響を受けるかを調べた。その結果、細胞体や樹状突起の発達を促進し、またGABA性シナプス伝達を強化した。
3)以上の結果により、BDNFのGABAニューロンに対する作用は急性効果と慢性効果に分けて解析する必要のあることが判明した。
4)本年度は、カテプシンBとLの両者を欠損するマウスを作製して、神経系の発達を解析した。その結果、大脳皮質の神経層、特に海馬の錐体細胞が2層に分かれること、小脳のプルキンエ細胞の一部が内顆粒層の内側に留まること、等の神経細胞の移動の異常を示すことを見いだした。

研究成果

• [文献書誌] Ichisaka, S, et al.: "Activity-dependent changes in the Protein level of brain-derived neurotrophic factor but no change in other neurotrophins in the visual cortex of young and adult ferrets."Neuroscience. 117. 361-371 (2003)
• [文献書誌] Jiang, B. et al.: "Long-term depression is not induced by low frequency stimulation in rat visual cortex in vivo : A possible preventing role of endogenous BDNF."J.Neurosci.. 23. 3761-3770 (2003)
• [文献書誌] Salami, M. et al.: "Change of conduction velocity by regional myelination yields constant latency irrespective of distance between thalamus and cortex."Proc.Nat.Acad.Sci.USA. 100. 6174-6179 (2003)
• [文献書誌] Itami, C. et al.: "BDNF-dependent unmasking of "silent" synapses in developing mouse barrel cortex."Proc.Nat.Acad.Sci.USA. 100. 13069-13074 (2003)
• [文献書誌] Kohara, K. et al.: "Inhibitory, but not excitatory cortical neurons require presynaptic BDNF for dendritic development, as revealed by chimera cell culture."J.Neurosci. 23. 6123-6131 (2003)
• [文献書誌] Koike, M. et al.: "Involvement of two different cell death pathways in retinal atrophy of cathepsin D-deficiant mice."Mol.Cell.Neurosci. 14. 142-155 (2003)