研究課題
嗅覚一次中枢の嗅球では成体でも新しいニューロンが神経回路に組み込まれている。嗅球新生ニューロンの生死選別は匂い経験に左右されるが、申請者はこの選別が上位中枢である嗅皮質からの中枢性入力によって促進されることを見出し、「匂いによる末梢性シナプス入力」と「嗅皮質からの中枢性シナプス入力」によって新生ニューロン選別が行われるという新しい概念を確立した。本研究は光・薬理遺伝学を用いてマウス嗅球新生ニューロンへの末梢性・中枢性入力を操作し、選別メカニズムを明らかにすることを目的とした。・嗅球新生ニューロンをGFP発現レンチウイルスを用いて標識し、詳細な形態解析を行う手法を確立した。また、嗅球投射ニューロン（僧帽細胞）特異的にCreを発現するPcdh21-Creマウスとアデノ随伴ウイルス（AAV）を用いて僧帽細胞にチャネルロドプシン(ChR2）を発現させ、光刺激で新生ニューロンへの末梢性シナプス入力を活性化する系を確立した。・光刺激を受けたChR2陽性僧帽細胞の樹状突起上に形成する新生ニューロンのスパインは若干大きくなり、更に光刺激の際に水報酬との連合学習を行うと、スパインが著しく大きく発達した。これは連合学習によって嗅皮質からの中枢性入力が促進したためと考えられた。・更に嗅皮質の錐体細胞特異的にCreを発現するNtsr1-CreマウスとAAVを用いて嗅皮質錐体細胞にChR2や変異型G蛋白共役受容体を発現させ、光刺激やリガンド（CNO）投与で嗅皮質からの中枢性シナプス入力の活動調節ができることを確認した。・以上により、末梢性シナプス入力と中枢性シナプス入力を個別に操作し、嗅球新生ニューロンの生死選別およびスパイン発達のシナプス入力による制御機構を解明する実験系の樹立を達成した。この成果によりシナプス統合の具体的な神経分子機構の解明が可能となった。
平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
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