研究課題
大脳基底核の直接路・間接路スキームは、パーキンソン病に無動と振戦という病態が混在することを説明できない等の矛盾を孕んでいる。申請者らは、大脳基底核各領域の単一ニューロントレースを積み重ねることにより、線条体と淡蒼球外節との間に領域レベルの反回性回路が存在することを明らかにした。本研究課題では、この独自に発見した回路が実際に機能していることを、形態学と最先端の電気生理学を融合させた解析手法で証明することを目的とした。大脳基底核内の反回性フィードバック回路を証明するために、まず逆行性に標識される淡蒼球線条体投射ニューロンの化学的性質の同定した。具体的には脳定位固定装置で固定したラットの線条体に順行性トレーサーと逆行性トレーサー(Fluorogold, cholera toxin B subunit, 蛍光マイクロビーズ等)の混合トレーサーをiontophoresis 、あるいは圧注入し、充分な生存期間の後、灌流固定した。線条体のカルビンディン陽性領域に注入したものでは、淡蒼球のカルビンディン陽性領域に順行性にラベルされた神経軸索の終末と逆行性にラベルされた神経細胞体がみとめられ、線条体のカルビンディン陰性領域に注入したものでは、淡蒼球のカルビンディン陰性領域に順行性にラベルされた神経軸索の終末と逆行性にラベルされた神経細胞体がみとめられた。このことから、線条体と淡蒼球の間には、少なくとも領域レベルでの反回性回路が存在することを明らかにできた。この所見は、単一ニューロントレースでも裏付けとなる所見が既に得られている。
3: やや遅れている
淡蒼球ニューロンは抑制性のGABA作動性であるが、その一部はカルシウム結合タンパクであるパルブアルブミンを発現している。このパルブアルブミンを発現する遺伝子改変動物の入手が遅れたため、若干進捗に遅れがある。
昨年度の逆行性標識の結果を参照しながら、淡蒼球線条体投射ニューロンおよびその投射領域の線条体を含むスライス標本を作製し、このニューロンの電気生理学的性質および形態を同定する。これまでの研究で、線条体から淡蒼球外節への投射は淡蒼球外節の周辺部に集中していること、淡蒼球線条体投射ニューロンはこの周辺部に多いことがわかっている。線条体ニューロンとのペア記録と逆行性標識を組み合わせて、この両者が細胞レベルで反回性回路を形成しているかどうかを検証する。また、無麻酔および自由行動中のラットの神経生理実験をスタートし、マルチニューロン活動を記録し、運動、静止、行動選択、報酬などのイベント毎に解析する。このとき同時に、大脳皮質や大脳基底核の他の核の所見も記録する。淡蒼球線条体投射ニューロンがどの部位、もしくはどのニューロンと同期活動をするのか、また行動との相関について検証する。
キャンパスの移転その他で遺伝子改変動物の入手が遅れていたが、無事受け入れの準備が整ったため、遺伝子改変動物を用いた実験を次年度に行うため。
遺伝子改変動物を用いて、淡蒼球線条体投射ニューロンを特異的に可視化し、線条体と淡蒼球外節が細胞レベルで反回性回路を形成しているかどうかを検証する。また、無麻酔および自由行動中のラットの神経生理実験をスタートし、マルチニューロン活動を記録し、運動、静止、行動選択、報酬などのイベント毎に解析する。このとき同時に、大脳皮質や大脳基底核の他の核の所見も記録する。淡蒼球線条体投射ニューロンがどの部位、もしくはどのニューロンと同期活動をするのか、また行動との相関について検証する。
すべて 2015 2014
すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 4件)
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