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哺乳類の視覚野には神経活動に依存して眼優位性が形成される時期(臨界期)があり、臨界期に片眼を塞ぎ入力を制限することで、容易に神経回路網の機能と形態の可塑的な変化を誘導し得る。近年、GABA合成酵素の一つであるGAD65のノックアウトマウスには活動依存的に眼優位性を変化させる臨界期が現れないが、GABA受容体の感受性を高める薬剤(ジアゼパム)を皮質投与することより出現することが明らかにされた。すなわち眼優位性の可塑的変化を誘導するには、入力情報の優劣だけでなく皮質の抑制性介在ニューロンの発達が必要であると考えられる。特に、抑制性介在ニューロンの中でもParyalbumin(PV)を発現する介在ニューロンが臨界期に先立って発達することが示されている。
今年度までの研究により、我々はOtx蛋白質がPV陽性細胞に特異的に局在することを見出した。そこで、Otx蛋白質が臨界期の誘導に関与するのか、in vivo単一神経細胞記録法により解析した。臨界期に片眼を遮蔽すると、コントロールマウスでは眼優位性が可塑的に変化したのに対し、臨界期前にOtx蛋白質を皮質投与されたマウスでは変化しなかった。また、臨界期にOtx蛋白質を投与し片眼遮蔽を行うと、眼優位性はコントロールマウスと同様に変化したことから、Otx蛋白質自体が眼優位性の変化を阻害する可能性は否定された。これら結果から、Otx蛋白質の臨界期前投与が早期に臨界期様の環境を誘導し、通常臨界期には既に可塑性が失われてしまった可能性が考えられた。今後は、Otx蛋白質の臨界期前投与が実際に早期に眼優位可塑性を誘導し得るのか解析し、またOtk蛋白質を手がかりに、介在ニューロンの神経回路網の可塑的変化に対する作用機構をより明らかにしていきたいと考えている。
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