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マウス一次体性感覚野の第４層にはバレルと呼ばれるモジュール構造があり、洞毛からの情報が三叉神経主知覚核→視床VPM核経由で伝えられる。神経活動依存的なバレル形成には、NMDA型グルタミン酸受容体の働きが必須であるが、アクセルやブレーキとして働く受容体の有無は検証されていない。本研究ではまず発達期および成熟動物のバレル神経回路におけるNMDA受容体の発現解析を行なった。蛍光in situ ハイブリダイゼーションの結果、バレル皮質と中継核において、興奮性ニューロンにはNR2B、GABA作動性抑制性介在ニューロンにはNR2Dという相補的な発現様式が存在することが明らかになった。これはバレル形成期である生後１週から成体まで一貫していた。特異的抗体を使った包埋後免疫電顕法でも、NR2Bは興奮性ニューロンのシナプスに多く発現し、NR2DはGABA作動性の抑制性ニューロンのシナプスに選択的に発現するという住み分けが一貫して存在することから、NR2BとNR2Dがバレル形成において逆の作用を担うという仮説を立てるに至った。これを検証するためにそれぞれのサブユニットの欠損幼若マウスのバレル皮質の解析を行った。なおNR2Bホモマウスは致死であるためヘテロマウスを使用した。バレルの出現はNR2B+/-マウスで一日遅れ、NR2D-/-マウスでは逆に一日早まっており、これはバレル皮質および全ての中継核で確認された。また臨界期終了時期も同様にNR2B+/-マウスで一日遅れ、NR2D-/-マウスでは逆に一日早まっていた。これらの結果から、NR2Bは主に興奮性細胞に発現し上行性の体性感覚処理に関わるシナプス強化を促進するという「アクセル」の働きを持ち、NR2Dは抑制性の介在ニューロンで限定的に発現して上行性の感覚処理を修飾することでバレル形成を遅らせるような「ブレーキ」として働いている可能性が示唆された。
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