中枢神経系の局所神経回路を解析する遺伝子工学ツールの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13035026
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 金子 武嗣 京都大学, 医学研究科, 教授 (90177519)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古田 貴寛 京都大学, 医学研究科, 助手 (60314184)
• Keywords: 中枢神経系 / 局所神経回路 / 投射ニューロン / インターニューロン / トランスジェニックマウス / ウィルスベクター / ゴルジ染色様標識 / 細胞内染色

Research Abstract

1.Vesicular glutamate transporter(VGluT)を認識する抗体を作成し、中枢神経系の局所神経回路の解析に応用した。VGluT1は主として大脳皮質の出力ニューロンが使用しており、VGluT2は視床のニューロンが用いているために、線条体・大脳皮質などの領域で、大脳皮質由来および視床由来の興奮性神経終末を区別して標識出来るようになった。Sindbis virusなどの遺伝子工学的手法によりGolgi染色様に標識された一個の大脳皮質ニューロンあるいは線条体ニューロンに、どの様にそれぞれの興奮性入力が入るのか現在解析中である。さらに、VGluT1およびVGluT2の分布を小脳皮質と脊髄後角・延髄後角で調べ、両者が異なる分布をしていることを見出した。小脳皮質では平行線維終末は専らVGluT1を使用し、登上線維はVGluT2を用いていること、面白いことに苔状線維終末にVGLuT1とVGluT2の両方を使用していることなどを明らかにした。一般にVGluT1はsynaptic facilitationを示すシナプスに多く、反対にVGluT2はsynaptic depressionを示すシナプスに認められることから、VGluTの使い分けとこういったシナプスの応答特性との関連が考えられる。
2.今まで線条体のニューロンに今までわかっていた2種類以外に、preprpotachykinin B(PPTB)発現と特異的な無名質投射で特徴づけられる第3の投射系が存在することを明らかにしてきているが、腹側線条体にも同様な第3の投射系が存在するかどうか検索した。腹側線条体の側座核にはPPTB陽性のニューロンが存在し、少なくともその一部は投射ニューロンであることを明らかにした。一方、腹側線条体の嗅結節にはこうしたニューロンが存在せず、嗅結節がこの点で背側線条体・側座核とは異なる組織であることが明らかになった。現在さらに側座核を中心とするPHTB陽性投射系の詳しい投射先を検討している。また、投射先の無名質ニューロンはPPTBの産物であるニューロキニンBに対する受容体を発現しているが、この無名質ニューロンがニューロキニンBに対してどの様な反応を示すか電気生理学的に検索している。

Research Products

• [Publications] Kazuhiro Nakamura et al.: "The rostral raphe pallidus nucleus mediates pyrogenic transmission from the preoptic area"The Journal of Neuroscience. 22. 4600-4610 (2002)
• [Publications] T.Kaneko, F.Fujiyama: "Complementary distribution of vesicular glutamate transporters in the central nervous system"Neuroscience Research. 42. 243-250 (2002)
• [Publications] Takahiro Furuta et al.: "Preprodynorphin-, preproenkophalin-, preprotachykinin A-and preprotachykinin B-immunoreactive neurons in the accumbens nucleus and olfactory tubercle : double-immunofluorescence analysis"Neuroscience. 114. 611-627 (2003)
• [Publications] Jin-Lian Li et al.: "Expression of vesicular glutamate transporters, VGluT1 and VGluT2, in axon terminals of nociceptive primary afferent fibers in the superficial primary afferent fibers in the superficial layers of hte medullary and spinal dorsal horns of the rat"The Journal of Comparative Neurology. 457. 236-249 (2003)
• [Publications] H.Hioki et al.: "Differential distribution of vesicular glutamate transporters in the rat cerebellar corex"Neuroscience. (in press). (2003)
• [Publications] Ligang Zhou et al.: "Chemical organization of projection neurons in the rat accumbens nucleus and olfactory tubercle"Neuroscience. (in press). (2003)