新たに発見された線条体の投射ニューロン系

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15029224
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 金子 武嗣 京都大学, 医学研究科, 教授 (90177519)
• 研究分担者: 古田 貴寛 京都大学, 医学研究科, 助手 (60314184) ; 藤山 文乃 京都大学, 医学研究科, 助手 (20244022)
• キーワード: ニューロキニンB / ニューロメディンK / プレプロタキキニンB / 背側線条体 / 側座核 / 嗅結節 / 投射ニューロン / 無名質

研究概要

運動系の高次中枢の一つである線条体において神経回路の研究を進めるために、我々は線条体投射ニューロンを免疫学的に識別する手段を開発してきているが、特にNeurokinin B (Neuromedin K)の前駆体であるPreprotachykinin B (PPTB)のC末端に対する抗体を用いて、(1)新線条体には線条体黒質/淡蒼球内節系・線条体淡蒼球外節系以外に今までに報告されていなかった第3の線条体無名質投射系が存在し、(2)この系のみがPPTBを産生してNeurokinin Bを利用していることを明らかにしてきた。本年度はこの研究を以下のように進展させている。
1.腹側線条体にも同様な第3の投射系が存在するかどうか検索した。腹側線条体の側座核にはPPTB陽性のニューロンが存在し、少なくともその一部は投射ニューロンであることを明らかにした。一方、腹側線条体の嗅結節にはこうしたニューロンが存在せず、嗅結節がこの点で背側線条体・側座核とは異なる組織であることが明らかになった。現在さらに側座核を中心とするPPTB陽性投射系の詳しい投射先を検討している。また、投射先の無名質ニューロンはPPTBの産物であるニューロキニンBに対する受容体を発現しているが、この無名質ニューロンがニューロキニンBに対してどの様な反応を示すか電気生理学的に検索している。
2.NK3 receptor (Neurokinin Bの受容体)を発現している無名質ニューロンについて、形態学的・電気生理学的に検討した。NK3発現無名質ニューロンのほとんどはGABA作動性ニューロンであり、大脳皮質へ投射していた。コリン作動性の無名質大脳皮質投射ニューロンと比べると、やや小型で、投射部位についてもコリン作動性ニューロンと違って、感覚系皮質よりは運動皮質により多く投射していた。大脳皮質へ投射するニューロンをホールセルクランプ法で調べたところ、その一部にNK3 agonistに反応するものがあり、膜抵抗が下がって膜電位が上昇する反応が認められた。したがって、NK3受容体はnon-selective cation channelを活性化しているのであろうと推測された。

研究成果

• [文献書誌] Ligang Zhou et al.: "Chemical organization of projection neurons in the rat accumbens nucleus and olfactory tubercle."Neuroscience. 120(3). 783-798 (2003)
• [文献書誌] Tamamaki N et al.: "Green fluorescent protein expression and colocalization with calretinin, parvalbumin, and somatostatin in GAD67-GFP knock-in mouse"The Journal of Comparative Neurology. vol 467. 60-79 (2004)
• [文献書誌] Tsubo Y et al.: "Predicting spike timings of current-injected neurons"Neural Networks. vol 17. 165-173 (2004)
• [文献書誌] Nakakmura K et al.: "Independent inputs by VGLUT2- and VGLUT3-positive glutamatergic terminals onto rat sympathetic preganglionic neurons"Neuro Report. (in press). (2004)
• [文献書誌] Furuta et al.: "GABAergic basal forebrain neurons which express receptor for neurokinin B and send axons to the cerebral cortex"The Journal of Comparative Neurology. (in press). (2004)
• [文献書誌] Hioki H et al.: "Chemicaly specific circuit composed of vesicular glutamate transporter 3- and preprotachykinin B-producing interneurons in the rat neocortex"Cerebral Cortex. (in press). (2004)