2017 Fiscal Year Annual Research Report
Parallel functional neural circuitry of the basal ganglia with regard to projection from cerebral cortex
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26350983
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
苅部 冬紀 同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (60312279)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 晋 同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (20510960) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 大脳基底核 / シナプス / 大脳皮質 / 視床 / 線条体 / パルブアルブミン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、線条体のパルブアルブミン（PV)陽性の抑制性介在細胞が、その主要な興奮性入力の源である大脳皮質と視床からどのような入力を受けているかについて、詳細な形態学的解析を行った。PV陽性細胞特異的にGFPを発現する遺伝子組換えマウスの大脳皮質運動野および運動性視床核に順行性ウイルスベクタを注入し、興奮性投射を可視化した。さらに、興奮性シナプス前部マーカーとしてVesicular Glutamate Transporter(VGluT) 1（皮質由来終末に局在）またはVGluT2（視床を含む皮質外由来終末に局在）を、興奮性シナプス後部マーカーとしてPSD95を用い、免疫蛍光染色によってこれらを可視化した。共焦点顕微鏡を用いて、PV細胞の樹状突起および細胞体から三次元イメージを取得し、興奮性入力の分布を定量化した。この結果、視床からの入力は近位の樹状突起に豊富に見られ、遠位の樹状突起では少なくなることが分かった。この傾向は細胞体でも保たれていた。これらの結果から、視床からの入力は細胞体近位に密集しており、活動電位を誘発する能力が高いことが示唆される。また、皮質からの入力は視床入力よりも高密度であるが、遠位の樹状突起まで細胞全域に渡って分布することから、より局所的な興奮抑制バランスの制御に関わっていることが示唆された。したがって、線条体に並列的に入力される二種類の興奮性入力は異なる機能を担っていると考えられる。別に、サブスタンスPが淡蒼球外節細胞の特定の神経タイプに影響をあたえること、大脳皮質運動野から淡蒼球外節へ直接の興奮性入力があることを見出し、淡蒼球外節は従来考えられていたよりも複雑な神経回路による制御を受けている可能性があることが示唆された。
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