Monoaminergic modulation of the oculomotor neural integrators

动眼神经积分器的单胺能调节

• 批准号: 21K06424
• 负责人: 齋藤 康彦
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Nara Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06424/
• 关键词: セロトニン; カハール間質核; 舌下神経前位核; 視線制御; パッチクランプ法; 脳スライス; ホールセル記録; スライス標本

脳幹の舌下神経前位核（PHN）とカハール間質核（INC）はそれぞれ水平性、垂直性の視線保持に関与しており、眼球速度信号を位置信号へ変換する神経積分器と呼ばれている。PHNやINCへはセロトニン（５-HT）などのモノアミン作動性投射がみられるが、それらが神経積分器の機能に対しどのように作用するのかについては知見が乏しい。そこで本研究では、モノアミンによる神経積分器の修飾機構を明らかにすることを目的とする。本年度はどのタイプのニューロンに５-HTがどのように作用するのかを明らかにするため、スライスパッチクランプ法を用いて、PHNやINCのニューロン間で５-HT受容体を介した電流応答の違いを調べた。トランスジェニックラット（VGAT-VenusラットとChAT-tdTomatoラット）を用いて蛍光顕微鏡下でGABA/グリシン作動性、コリン作動性、グルタミン作動性ニューロンを同定し、それらのニューロンへ５-HTを局所投与したところ、PHNとINCともに、（１）速い内向き電流、（２）遅い内向き電流、（３）遅い外向き電流の3種類のいずれかの電流応答が観察された。これらの電流応答とニューロンの種類との関係については、PHNではGABA/グリシン作動性は他のニューロンに比べ速い内向き電流の割合が高く、グルタミン酸作動性は遅い電流応答を示す割合が高かった。一方、INCではGABA/グリシン作動性は速い内向き電流の割合は低く、遅い外向き電流の割合が高かった。以上の結果から、５-HTに対する電流応答は異なる神経伝達物質をもつニューロン間で異なっており、さらに、視線制御におけるセロトニンの神経修飾は水平性と垂直性で異なることが示唆された。

脑干中的前舌下核（PHN）和卡哈尔间质核（INC）分别参与维持水平和垂直凝视，被称为将眼速度信号转换为位置信号的神经积分器。在 PHN 和 INC 中可以看到血清素 (5-HT) 等单胺能投射，但人们对它们如何影响神经积分器的功能知之甚少。因此，本研究的目的是阐明单胺修饰神经整合子的机制。今年，为了弄清楚5-HT如何作用于哪些类型的神经元，我们将使用切片膜片钳方法来研究PHN和INC神经元之间5-HT受体介导的电流反应的差异。我对此进行了研究。使用转基因大鼠（VGAT-Venus 大鼠和 ChAT-tdTomato 大鼠），在荧光显微镜下鉴定 GABA/甘氨酸能、胆碱能和谷氨酸能神经元，并对这些神经元局部施用 5-HT。观察到三种类型的电流响应之一：(1)快速内向电流，(2)缓慢内向电流，和(3)缓慢外向电流。关于这些电流反应与神经元类型之间的关系，在PHN中，GABA/甘氨酸能神经元比其他神经元具有更高比例的快速内向电流反应，而谷氨酸能神经元具有更高比例的慢电流反应。另一方面，在 INC 中，GABA/甘氨酸能活性具有低比例的快速内向电流和高比例的慢速外向电流。这些结果表明，具有不同神经递质的神经元之间当前对 5-HT 的反应不同，并且凝视控制中血清素的神经调节在水平和垂直方向上也不同。

项目成果

Juvenile social isolation immediately affects the synaptic activity and firing property of fast-spiking parvalbumin-expressing interneuron subtype in mouse medial prefrontal cortex

青少年社会隔离立即影响小鼠内侧前额叶皮质中表达快速尖峰小清蛋白的中间神经元亚型的突触活动和放电特性

• DOI: 10.1093/cercor/bhac294
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 3.7
• 作者: Okamura Kazuya;Yoshino Hiroki;Ogawa Yoichi;Yamamuro Kazuhiko;Kimoto Sohei;Yamaguchi Yasunari;Nishihata Yosuke;Ikehara Minobu;Makinodan Manabu;Saito Yasuhiko;Kishimoto Toshifumi
• 通讯作者: Kishimoto Toshifumi

「視線保持のメカニズムからめまいの原因を紐解く」－神経積分器における興奮性回路の活性化機構について－

《从凝视维持机制揭开头晕原因》——关于神经积分器兴奋回路的激活机制——

• 发表时间: 2022
• 作者: 齋藤康彦

Distinct purinergic receptor-mediated currents of rat oculomotor integrator neurons characterized by different firing patterns

大鼠动眼整合神经元的不同嘌呤能受体介导的电流，具有不同的放电模式

• DOI: 10.1152/jn.00209.2021
• 发表时间: 2021
• 影响因子: 2.5
• 作者: Saito Yasuhiko;Sugimura Taketoshi
• 通讯作者: Sugimura Taketoshi

Developmental dysregulation of excitatory-to-inhibitory GABA-polarity switch may underlie schizophrenia pathology: A monozygotic-twin discordant case analysis in human iPS cell-derived neurons

兴奋性至抑制性 GABA 极性转换的发育失调可能是精神分裂症病理学的基础：人类 iPS 细胞衍生神经元的同卵双胞胎不一致病例分析

• DOI: 10.1016/j.neuint.2021.105179
• 发表时间: 2021
• 影响因子: 4.2
• 作者: Toritsuka Michihiro;Yoshino Hiroki;Makinodan Manabu;Ikawa Daisuke;Kimoto Sohei;Yamamuro Kazuhiko;Okamura Kazuya;Akamatsu Wado;Okada Yohei;Matsumoto Takuya;Hashimoto Kazumichi;Ogawa Yoichi;Saito Yasuhiko et al.
• 通讯作者: Saito Yasuhiko et al.

Behavioral and Immunohistochemical Evidence for Suppressive Effects of Goshajinkigan on Salicylate-Induced Tinnitus in Rats

Goshajinkigan 对水杨酸盐引起的大鼠耳鸣的抑制作用的行为和免疫组织化学证据

• DOI: 10.3390/brainsci12050587
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 3.3
• 作者: Kitano Koichi;Yamashita Akinori;Sugimura Taketoshi;Okayasu Tadao;Sakagami Masaharu;Osaki Daisuke;Kitahara Tadashi;Saito Yasuhiko
• 通讯作者: Saito Yasuhiko