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認識・意識・感情・思考・運動企図などといった脳の高次機能は大脳皮質を中心とした神経回路により実現されていると考えられるが、これらの高次機能を可能にしている作動原理は未だに明らかにされていない。こうした大脳皮質の作動原理を理解する際に最も欠けている要素は局所神経回路網の構成についての情報である。局所回路の理解についてはゴルジ染色法の時代以来、大きな進歩が見られていないと行っても過言ではく、大脳皮質の局所回路を解明するには、従来のゴルジ染色法を超える手法を使ってニューロンという構成要素の連絡のレベルで個々に調べる必要がある。我々は大脳皮質の局所回路を解析する手段として、「From one to group」の研究方針を立て以下の研究を行った。
(1)GAD67/GFP knock-in mouseを用いて、蛍光顕微鏡下に生きたまま観察できるGABA作動性ニューロンをホールセルクランプにより細胞内染色する。アダルトマウスでのホールセルクランプでは、スライス時にインターニューロンが多数死滅しやすいという問題がある。現在、Sodium-freeの溶液でスライス作成をするとインターニューロンの生存率が飛躍的に上がることを見いだした。
(2)現在開発中のKv3.1/dendrite-targeted GFP transgenic mouseを用いて、1個の錐体細胞から1群のGABA作動性ニューロンへのネットワークを解析する。現在、lentivirusを用いてpalmitoylation GFP以外の7種類のtagged GFPを試みており、lentivirusレベルではニューロンの樹上突起をGolgi染色様に標識できるtagged GFPを作成できている。この条件検討がすみ次第、GABA作動性インターニューロンの1群をGolgi染色様標識したトランスジェニックマウスを作成する予定である。
(3)神経軸索からの取り込みの効率が良いことが知られているPseudorabies virus等を用いて、ウィルスを軸索から取り込ませて、皮質錐体路ニューロン等、出力先により分類される1群のニューロンを逆行性にGolgi染色様に標識する方法を確立させるべく、様々な試みをしている。
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