2011 Fiscal Year Research-status Report
カンナビノイドによる軸索投射刈り込みの可能性の検討
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23650206
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
木村 文隆 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (00202044)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊丹 千晶 埼玉医科大学, 医学部, 講師 (90392430)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2012-03-31
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| Keywords | 発達 / 可塑性 / 薬物依存 / 回路形成 |
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| Research Abstract |
大麻の有効成分であるカンナビノイドは、近年、脳内に広範に分布する逆行性の神経伝達物質として注目を受けていたが、大脳皮質体性感覚野においては、４層－２/３層間のスパイクタイミング依存性可塑性のうち、逆タイミング刺激による長期抑圧が、カンナビノイド依存性であることが知られている。また、この投射は長期抑圧の後、逆タイミング発火を起こす領域への投射が刈り込まれる可能性が示唆されている。このことはカンナビノイド投与単独でも、４層－２/３層投射が刈り込まれる可能性を示している。最近我々は、４層－２/３層のスパイクタイミング依存性可塑性の性質を調べている中で、生後２週目には逆タイミングによる長期抑圧が欠落していることを見出した。さらに、同時期視床から２/３層への投射は逆タイミングによる長期抑圧を示すことを見出した。また、この投射は驚くべきことに逆タイミングだけでなく順タイミングでも同様に長期抑圧を示すことを見出した。すなわち、生後３週目、視床－２/３層シナプスは、４層ー２/３層投射と可塑性の方向が正反対のスパイクタイミング依存性可塑性を示し、我々はこれを反ヘビアンＳＴＤＰ（anti-Hebbian spike timing-dependent plasticity)と名付けた。またこのように、２/３層へは４層からと視床からと相反するSTDPが収束することは、視床の活動のみで自動的に視床由来の投射が刈り込まれ、４層由来の投射が伸張することが予測される。これを確かめるため、視床と４層に刺激電極を挿入し、視床と２/３層を順タイミングで刺激した。その結果、予測通り視床刺激に対しては長期抑圧を示すと同時に、４層刺激に対しては長期増強となった。以上から、カンナビノイドは、回路形成にも関与している可能性が高い。今後、これらを形態的に裏付ける必要がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初は、遺伝的改変マウスを用いて、形態的な解析により重点を置いて実験を進める予定であったが、遺伝的改変マウスの入手に予想外の時間を要し、また感染事故のため飼育上でも余分な時間がかかったため、形態的解析は予定通りには進まなかった。しかしその反面、電気生理実験において予想外の興味深い発展があり、カンナビノイドの新たな局面を見出すことができ、おおむね順調といえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
感染事故等により、当初の予定通りには動物を入手することができず、一部の実験が遂行困難となった。また、遺伝子改変マウスの入手が予定通りに進まず、動物の入手が困難であった。そのため、当該研究費が生じた。今後、遺伝子改変マウス等を用いた、電気生理実験、形態学的検討を行う予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
カンナビノイド作用薬投与によって、形態変化の可能性を検討する。またこの実験を、複数の遺伝子改変マウスにおいて検討する予定である。このため、１型カンナビノイド受容体欠損マウス、視床特異的１型カンナビノイド受容体欠損マウス、ＤＧＬα（内因性カンナビノイド合成酵素）欠損マウスを導入する。また、視床特異的ＧＦＰ発現マウスの有用性も考慮中である。次年度の研究費は主にこれらの飼育費、消耗品、成果発表に使用する予定である。
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