2005 Fiscal Year Annual Research Report
発生期中枢神経系全般に伝播する自発興奮波の機能的意義に関する光学的解析
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17500206
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
佐藤 容子 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 講師 (70251501)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 勝重 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 講師 (80291342)
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| Keywords | 光学計測 / 膜電位感受性色素 / 中枢神経系 / 機能発生 / ラット胚 / 鶏胚 / 自発興奮 / depolarization wave |
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| Research Abstract |
中枢神経系には、脳神経・脊髄神経を介して様々な自律性・体性の感覚情報が入力し、それらが複雑に処理・統合されて、最終的な出力が形作られている。しかし、中枢神経系内の活動は、感覚性入力によってのみコントロールされているわけではない。中枢神経系では、様々な領域で神経細胞(ニューロン)の自発興奮活動が生じており、この内在性の自発活動が、呼吸リズムの形成など、生命の維持に不可欠な神経系の活動を支えている。
中枢神経系内の自発活動は、個体発生の非常に早い時期、すなわち外来性の感覚情報処理を担うシナプス回路網がまだ形成されていないような時期に、すでに延髄、脊髄などで観察されることが知られている。最近我々が見いだしたdepolarization waveの研究の過程で、従来、延髄・脊髄などで別個の現象として解析が行われていた自発興奮活動が、実はひと続きの同一現象であり、しかも腰・仙髄の末端から大脳の一部にまでおよぶ、大興奮波のごく一部分を見ているのにすぎないということに気がついた。
本研究は、"発生期中枢神経系で見られる自発興奮活動が、呼吸リズムや歩行リズムなど成体で見られる自発活動のprototypeでないのなら、その実体と機能的意義は何なのか?"という問題を明らかにするために計画された。この自発興奮活動は、成体で見られる自発活動とは明らかに異なる時間的・空間的パターンを呈しており、また発生の一時期に限定してみられることから、中枢神経系の発生に何らかの重要な役割を果たしているものと考えられる。本研究では、光学的イメージング法を用いた三次元的機能解析により、この広範囲伝播自発興奮活動の特性と、発生期における機能的役割について明らかにするとともに、最近我々の研究室で導入したelectroporationによるin ovo/in utero gene expression法を用いて、初期胚後脳(hindbrain)におけるニューロンの同期的活動への関連が示唆されているHox geneの関与を調べ、自発興奮波発生の分子的基盤について明らかにする。本年度は、自発性興奮波の発生期のおけるしゅつげんパターンについて明らかにすることができた。
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