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2021 年度 実施状況報告書

GABA作動性入力による発達期視床のシナプス改編ー維持の制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 21K06444
研究機関東京女子医科大学

研究代表者

植田 禎史  東京女子医科大学, 医学部, 准講師 (00511015)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード体性感覚 / 視床 / 視床皮質投射 / GABA作動性入力 / 持続性抑制 / ミクログリア
研究実績の概要

抑制性のGABA作動性入力の応答にはシナプスに局在するGABAA受容体を介した一過性の応答と、シナプス外GABAA受容体を介した持続性応答がある。マウス体性感覚視床はこのシナプス外GABAA受容体サブユニットの発現が特に高い領域であることが知られる。これまでの研究から、末梢神経損傷後に体性感覚視床の視床皮質投射ニューロン(中継ニューロン)において持続性抑制電流が増加することで、視床回路のリモデリングが引き起こされることが明らかにされてきた(Nagumo et al., 2020)。一方、持続性抑制電流は視床皮質投射ニューロンの膜電位を過分極化させることで、発火パターンの変化に作用することも知られる。そこで、持続性抑制電流が視床皮質投射ニューロン活動に与える影響を調べるため、末梢神経損傷による持続性抑制電流増強が、視床皮質投射ニューロンの電気生理学的特性(膜および発火特性)に与える影響を単一ニューロンからのホールセルパッチクランプ記録と、受容体発現の組織学的解析によって進めた。
また、今年度の成果として、視床回路リモデリングの電気生理学的かつ組織形態学的な解析についての方法論についてまとめ、論文として発表した(Ueta and Miyata, STAR Protoc, 2021)。今後のシナプスリモデリングの電気生理学的および組織形態学的な解析については、当該論文でまとめた方法論に立脚して進めていく。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究は計画通りに進行し、その一部成果を論文として発表できた。

今後の研究の推進方策

これまで確立してきた視床回路リモデリングの電気生理・組織形態学的解析および膜特性の解析と、シナプス外GABAA受容体の遺伝学的操作に立脚し、発達期の抑制性入力、特に持続性抑制の変化が視床回路リモデリングおよび発火特性にどのように影響するか、その因果関係を明らかにしていく。

次年度使用額が生じた理由

当該年度に解析用PCを購入する予定であったが、世界的な半導体不足の状況でPC価格が高騰したことを受け、PC購入を次年度に延長した。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Electrophysiological and anatomical characterization of synaptic remodeling in the mouse whisker thalamus2021

    • 著者名/発表者名
      Ueta Y., Miyata M.
    • 雑誌名

      STAR Protocols

      巻: 2 ページ: 100743

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2021.100743

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 末梢神経損傷がミクログリアの働きを介して遠く離れた脳神経回路へ可塑性を誘導する仕組み2021

    • 著者名/発表者名
      植田禎史
    • 雑誌名

      神経化学トピックス(日本神経化学会)

      巻: 38 ページ: topics143

    • DOI

      10.11481/topics143

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Microglial regulation of peripheral nerve injury-induced synaptic remodeling in the thalamus2021

    • 著者名/発表者名
      Ueta Y.
    • 学会等名
      2021 AuPS scientific meeting (annual meeting of Australian Physiological Society)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マウス体性感覚視床における末梢神経損傷後のシナプス改編制御2021

    • 著者名/発表者名
      植田禎史, 宮田麻理子
    • 学会等名
      第68回中部日本生理学会
  • [学会発表] Microglia in the brainstem induces synaptic remodeling and map reorganization in the thalamus after peripheral nerve injury.2021

    • 著者名/発表者名
      Ueta Y., Miyata M.
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
  • [備考] 局所的なミクログリア活性は遠隔性に脳神経回路の改編を制御する

    • URL

      http://physiology.jp/science-topic/24222/

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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