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本研究は、哺乳類の大脳皮質において層構造の違いをもつ領野が発生期にどのようなメカニズムによって形成されるのかを解明することを目的とし、特にその投射パターンが層構造の違いと相関している視床軸索の関与を検討した。具体的には、①視床軸索投射が領野特異的な層構造の形成に果たす役割の解明、②作用実体となる視床軸索由来分子の同定を目指した。
視床軸索の量を変化させたときの投射先領野における層構造の変化を解析するために、遺伝子改変マウスと毒素投与を組み合わせて視床ニューロンを除去する系を主に用いた。その結果、視床軸索の減少により標的領野において標的層である第４層のニューロン数が減少することを見出した。視床軸索によるニューロン数の制御機能についてはこれまでにほとんど報告がなく、本研究により得られた重要な知見である。また、視床軸索量の変化により影響を受けるのが領野のサイズなのか標的層の厚みなのかは未知であったが、本研究により標的層の厚みが顕著な影響を受けることが明らかとなった。
平成２７年度は、視床軸索の除去によりニューロン数の変化が起こるメカニズムを明らかにするために、作用する分子実体の解明を目指した。視床軸索に由来する因子が大脳皮質ニューロンに対してトロフィックな役割を持つ可能性を考え、視床軸索末端に発現する分泌タンパク質であるNRN1とVGFをにエレクトロポレーションにより視床軸索除去マウスの第４層に強制発現させ、これら分子の再供給を行った。これまでに予備的結果を得ており、さらに実験を重ねて研究成果を発表する。
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