GABA作動性入力による発達期視床のシナプス改編ー維持の制御機構

通过 GABA 能输入控制机制对发育中的丘脑进行突触重组以进行维护

基本信息

批准号：
21K06444
负责人：
植田禎史
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo Women's 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

项目摘要

マウスの体性感覚視床を舞台に、シナプス維持におけるGABA作動性入力の役割について、シナプス外に局在するGABAA受容体を介した持続性抑制の働きに着目して研究を進めた。その過程で持続性抑制の強度がシナプス改編だけでなく視床皮質投射ニューロン（体性感覚視床の主ニューロンで、大脳皮質へ投射する）の発火活動性の変化にも影響することを明らかにした。発達期の視床回路改編が完了し、その回路構造と機能が維持される時期に末梢の感覚神経が損傷を受けると維持機構が破綻し、再び可塑的な神経回路の改編が引き起こされる。持続性抑制はこのシナプス改編を引き起こすメカニズムとして以前の論文報告で明らかにしたが、この際、シナプス改編を誘導すると同時に視床皮質投射ニューロンの興奮性可塑性の誘導にも関与していた。また、末梢部位の損傷によって直接は損傷を受けていない視床回路に可塑性が誘導される仕組みを明らかにするため、損傷を受けた末梢神経が入力し、視床へ投射するニューロンが局在する脳幹領域におけるミクログリア活性化に着目した。その結果、このミクログリア活性が、末梢神経損傷後の視床皮質投射ニューロンにおける持続性抑制の増強を制御することを明らかにした。ミクログリアによる持続性抑制の制御は、視床皮質ニューロンの発火特性も制御することから、末梢部位の損傷が遠く離れた視床へ神経可塑性を誘導する仕組みとして、脳幹から視床への上行性投射経路を経由した神経免疫系と抑制性シグナルの重要性を明らかにした。

利用小鼠的体感丘脑，我们研究了 GABA 能输入在突触维持中的作用，重点关注位于突触外部的 GABAA 受体介导的强直抑制的作用。在此过程中，他们发现强直抑制的强度不仅影响突触重组，还会改变丘脑皮质投射神经元（投射到大脑皮层的体感丘脑的主要神经元）的放电活动。如果在丘脑环路重组完成、发育过程中维持环路结构和功能时，周围感觉神经受到损伤，则维持机制被破坏，再次触发神经环路的可塑性重组。在之前的论文中，我们阐明了强直性抑制是导致这种突触重组的机制，在这种情况下，它参与诱导丘脑皮层投射神经元的兴奋可塑性以及诱导突触重组。此外，为了阐明外周损伤引起未直接损伤的丘脑回路可塑性的机制，我们将研究受损外周神经输入和投射到丘脑的神经元集中的脑干区域，我们重点关注小胶质细胞的激活。。结果表明，这种小胶质细胞活性控制着周围神经损伤后丘脑皮质投射神经元的强直抑制的增强。小胶质细胞对强直性抑制的控制也控制丘脑皮质神经元的放电特性，因此外周损伤可能通过从脑干到丘脑的上行投射通路诱导远端丘脑的神经可塑性，揭示了神经免疫系统和抑制性的重要性。信号。