大脳皮質における神経活動依存的な神経回路形成の制御機構

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11680788
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 山本 亘彦 大阪大学, 大学院・基礎2学研究科, 助教授 (00191429)
• Keywords: 大脳皮質 / 水平軸索 / 分枝形成 / 神経活動依存性 / タイムラプス観察 / スライス培養

Research Abstract

大脳皮質における神経結合の基本的構築は遺伝的プログラムによって形成されるが、細部の神経回路形成は神経活動を介する因子によって制御されると考えらる。しかしながら、実際に神経細胞の活動と軸索分枝などの形態学的な動態との関係についてはほどんど知られていないのが現状である。本研究では、まず培養した大脳皮質切片を用い、皮質間神経結合の形成過程において皮質ニューロン軸索の分枝がどのように制御されるかを明らかにすることを目的とした。特に、大脳皮質2/3層のニューロンの軸索に焦点を当て、その成長、枝分かれの形成を定量的に調べた。まず、生後0-1日目のラット大脳皮質切片を切り出し、無血清培地下で培養した。培養10-12日後に、蛍光色素によって標識した2/3層を水平方向に伸長する軸索(水平軸索)を生きた状態で共焦点レーザー顕微鏡を用いて経時的に観察した。その結果、幹となる軸索からは成長し続ける枝が半数以上を占める一方で、退縮する枝も観察された。また、主軸索や分枝からは非常に短い枝の出現が頻繁に観察され、そのほとんどが1、2時間程度で消失したが、一部だけが生き残ってさらなる分枝となって成長した。以上の結果から、皮質ニューロンの枝分かれ形成は動的な過程であり、当初過剰に出現した枝が取捨選択される機構があることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Yamamoto N.,Matsuyama Y.: "Charcterization of Fators Regulating Lamina-Specitic Growth"Journal of Neurobiology. 42. 56-68 (2000)
• [Publications] Yamada K.,Yamamoto N.: "Development of Membrane properties of rat neocortical neurons"Neuroscience Letters. 275. 65-68 (1999)