Analysis of thalamo-cortical loop circuit via the visualization of all synaptic inputs to CT-neurons in L6

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K20694
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0704:Neuroscience, brain sciences, and related fields
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: Okamoto Shinichiro 順天堂大学, 健康総合科学先端研究機構, 特任助教 (70746940)
• Project Period (FY): 2022-08-31 – 2024-03-31
• Keywords: 細胞標識法 / Glyoxal固定法 / 透明化法 / 神経回路解析

Outline of Final Research Achievements

To efficiently label CT-neurons in cortical layer 6 (L6), the differences in infection specificity among the serotypes of AAV vectors were investigated. The results showed that it is difficult to efficiently label only L6 neurons with any serotypes. As an alternative labeling method, a technique to directly inject the dye (Lucifer Yellow) into cells was developed, achieving clear visualization of dendrites.
Additionally, a method combining glyoxal fixation, which excels at detecting membrane-localized proteins, with tissue clearing was developed. Using the ScaleSF method, glyoxal-fixed samples were successfully cleared.
These methods have enabled us to efficiently analyze synaptic inputs.

Free Research Field

神経解剖学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、任意の神経細胞の樹状突起を効率的に可視化するLucifer Yellow注入法、細胞膜に局在する蛋白の検出に優れたGlyoxal固定サンプルを透明化する方法の開発をおこなった。これらの手法を組み合わせることにより、標識する細胞数のコントロールが難しく多数のマウスが必要となるウイルスベクター注入法に比べて、より効率良く樹状突起のシナプス入力を解析することが可能となった。
本研究成果は、神経細胞が構築するネットワーク解析におけるコストの削減だけでなく、実験に必要となる動物数の減少といった動物倫理の面においても貢献すると期待される。