2015 Fiscal Year Research-status Report
発生期の幼弱神経細胞の眼優位性獲得メカニズムとカラム状集団化メカニズムの解明
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26460298
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
冨田 江一 高知大学, 教育研究部医療学系, 准教授 (80314285)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
由利 和也 高知大学, 医歯学系, 教授 (10220534)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 眼優位カラム / 機能ユニット / 初期形成メカニズム / 可塑的発達メカニズム / シャペロン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
視覚系の発達した哺乳類の第一次視覚野では、同側・反対側眼から視覚入力を受ける神経細胞は各々グループ化して｢同側・反対側眼優位カラム｣を構築する。眼優位カラムは、発生期に制御因子により大まかに同側・反対側眼優位カラムに分けられたのち(初期形成プロセス)、発達期になり視覚刺激に促され完全に分離する(可塑的発達プロセス)という、2プロセスを経て形成される。本研究では、前者の初期形成プロセスに注目した。このプロセスでは、個々の幼弱神経細胞が同側・反対側眼優位性を獲得する事象と、各々の眼優位細胞群がそれぞれ同側・反対側眼優位カラムとしてグループ化する事象の2つが進行している。本研究では、研究代表者が独自に単離した｢同側眼優位カラム特異的シャペロン｣を用いて、2事象が共通のメカニズムによって制御されているのか、あるいはそれぞれ別個のメカニズムによって制御されているのか検討した。
平成27年度は、平成26年度に行った組織学的検証実験の結果を統計学的に詳細に検討し、以下2つの結論が導き出せた。
1. 発生初期より、シャペロンを発現する同側眼優位カラム細胞群と発現しない反対側眼優位カラム細胞群はそれぞれグループ化していることが統計学的にも証明された。つまり、上述の2事象は共通のメカニズムにより制御されている可能性が高いことが分かった。
2. 眼優位カラムサイズは、年齢とともに大きくなっていることが明確になった。これより、成長とともに大脳皮質の表面積は拡張するが、それに伴って眼優位カラムの総数は増えずに眼優位カラムサイズが大きくなることで、どの年齢でも第一次視覚野領域で眼優位カラムが隅々にまで存在するということが明確になった。
さらに、平成27年度は、発生初期に、マウス第一次視覚野領域で同側眼優位カラム特異的シャペロンを過剰発現する遺伝子改変マウスの作成を進めたが、目的とするマウスはまだ得られていない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
「交付申請書」に記載したように、発生工学的手法を用いて、発生初期に、マウス第一次視覚野領域で同側眼優位カラム特異的シャペロンを過剰発現する遺伝子改変マウスを作成する予定であったが、目的とする遺伝子改変マウスが得られていないため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、第一に「研究実績の概要」の項目に記載した組織学的解析の結果を、論文発表したい。
第二に、「交付申請書」に記載したように、以下の解析を順に進める予定である。
1. 発生工学的手法による解析「第一次視覚野でシャペロンを発現する遺伝子改変マウスの作成」：発生初期に、マウス第一次視覚野領域で同側眼優位カラム特異的シャペロンを過剰発現する遺伝子改変マウスをトランスジェニックマウス法あるいはエレクトロポレーション法にて作成する。
2. 発生工学的手法による解析の続き「同側眼優位性神経細胞や同側眼優位カラムの検出」：上述の遺伝子改変マウスの第一次視覚野内で、同側眼優位細胞が増えたかまたは眼優位カラムが形成されたかを、Arc/BDNF induction法により検討する。この方法では、短時間同側眼を光刺激して同側眼優位性神経細胞や同側眼優位カラムにArcやBDNFの発現を誘導し、それらの発現を組織学的手法にて検出することで、光刺激された同側眼優位性神経細胞や同側眼優位カラムの可視化が可能となる。
3. 発生工学的手法による解析の続き「視覚認知能力の検証」：上記マウスにおいて同側眼優位細胞の増加または眼優位カラムが認められた場合、遠近感の認知(両眼視)能力が向上していると予想されるため、その可能性を視覚の鋭敏性を調べる行動学的テストを用いて検証する。最終的に、視覚の鋭敏性が高いほど、遠近感の認知能力が向上していると考える。
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| Causes of Carryover |
予定より物品費の使用額が少なかったため、少額を次年度に使用する。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
物品費として使用予定である。
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