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脳は多くの領域から構成され、それぞれが機能分担することにより知覚、運動、思考などの知的活動を支えている。脳の複雑な情報処理の仕組みを解明するためには、まず、脳内局所回路網の構成原理を明らかにする必要がある。局所回路の形成には、回路網を作る標的神経細胞の選別と標的神経細胞のどの部位にシナプス結合するかが重要である。前者に比べ、後者の研究は遅れている。申請者はこの課題を追求するために、神経回路の解剖学的構造と機能が詳細に研究されている小脳の局所回路を対象に研究を行う。小脳の出力細胞であるプルキンエ細胞(Purk)は、平行線維(PF)・登上線維(CF)の2つの興奮性入力と星状細胞(St)・籠細胞(Bsk)の2つの抑制性入力を受けているが、それぞれの入力がプルキンエ細胞上の特定の領域に配置されている。プルキンエ細胞の遠位樹状突起には平行線維(PF)と星状細胞(St)の軸索が、近位樹状突起には登上線維(CF)が、細胞体・axon initial segment(AIS)には籠細胞(Bsk)の軸索がシナプスを形成している。本研究では、抑制性入力である星状細胞・籠細胞のプルキンエ細胞に対するシナプス形成機序を分子レベルで明らかにする。本年度は、StとBskで発現している遺伝子を同定するため、GFAP-Cre & f-RBP-Jマウス(星状細胞のプルキンエ細胞遠位樹状突起への抑制性入力および籠細胞のプルキンエ細胞AISへの抑制性入力が消失)とコントロールマウスの小脳における遺伝子の発現をDNAチップを用い網羅的に解析した。さらに、StおよびBakの単一細胞を単離する系を確立し、単一細胞における遺伝子発現解析を開始した。これにより、StあるいはBsk特異的に発現している遺伝子同定が効率よく行える。
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