2021 Fiscal Year Annual Research Report
小脳における新規神経回路の同定とその生理機能の解析
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19K06926
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| Research Institution | Fukushima Medical University |
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Principal Investigator |
橋本 光広 福島県立医科大学, 医学部, 学内講師 (90311357)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 小脳 / 内側傍小脳脚核 / アデノ随伴ウイルスベクター / 睡眠ー覚醒サイクル / 小脳虫部 / プルキンエ細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
新たにAAVベクターを作製し、内側傍小脳脚核と小脳虫部にそれぞれAAVベクターを注入し、小脳プルキンエ細胞から内側傍小脳脚核の神経細胞への経路特異的に、チャンネルロドプシン２やアーキロドプシンを発現させることを可能にした。このAAVベクターと光刺激によって、小脳プルキンエ細胞から内側傍小脳脚核への直接経路特異的に神経活動を制御できるようになった。さらに、電気生理学的手法を用い、内側傍小脳脚核の神経細胞から細胞外記録（マルチユニット、または、シングルユニット）を可能とした。AAVベクターと光遺伝学を用い、神経回路特異的に神経細胞の活性を制御し、小脳プルキンエ細胞から内側傍小脳脚核への神経回路が制御する生理機能の解明を進めている。
シングルユニット計測を用いて、小脳虫部におけるプルキンエ細胞を同定し、ビオチン化デキストランアミン（BDA）を微量注入することにより、小脳プルキンエ細胞を選択的にBDAでラベルした。BDAラベルした脳から連続切片を作製し、BDAラベルされたプルキンエ細胞の軸索投射を、シンブルセルレベルで解析したところ、小脳虫部のプルキンエ細胞の軸索は、下小脳脚を通過し、内側傍小脳脚核へ投射していることが判明した。
蛍光タンパク質を発現するAAVベクターを用い、視床下部外側野から、小脳虫部（第IX小葉、第X小葉）・片葉・傍片葉のみへの神経入力であり、オレキシン陽性神経入力であることが判明した。視床下部外側野を電気的に刺激し、小脳虫部における神経活動変化を計測し、視床下部外側野が小脳をどのように制御しているかを解析している。本研究を推進する上で、新たに研究技術を開発した。
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