Spatiotemporal control of synapse formation on dopaminergic interneurons in mouse olfactory bulbs during recovery from olfactory impairments.

嗅觉损伤恢复过程中小鼠嗅球多巴胺能中间神经元突触形成的时空控制。

基本信息

批准号：
20K09683
负责人：
野口智弘
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Asahikawa Medical College
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

中枢神経系の疾患を発見する上で、嗅覚障害の有無は極めて重要な情報である。例えば、嗅覚障害はパーキンソン病の発症と関連し、特に嗅球は最初期に病変が見られる脳内部位として有名である。一方、新型コロナ感染症などの上気道へのウイルス感染症に続発する嗅覚障害は末梢感覚神経である嗅神経の障害だと考えられている。嗅覚障害の病巣が嗅球を含む中枢にあるのか、嗅神経を含む末梢にあるのかを鑑別できるかどうかは原疾患の早期発見と治療開始のために越えねばならない必要最低限の条件である。我々は病巣が中枢性である場合と末梢性である場合とで異なると考えられている嗅覚障害の特性が生じる神経機序について、2022年度に以下の実績を挙げた。①嗅神経の神経情報処理が呼吸によって調節される可能性を明らかにした。パーキンソン病患者の嗅覚障害には呼吸運動の低下が関わっているという報告がある。とくに匂い嗅ぎと呼ばれる短く強い呼吸が出来ない場合に嗅覚検査の成績が低下する。この神経機序は明らかではないが、我々はマウス嗅神経に対するパッチクランプ解析を通じて、呼吸の周期長が嗅神経によって生成される発火頻度符号に直接影響することを見出した（日本味と匂学会第56回大会、シンポジウム発表S1-1）。そのイオンチャネルの機構をモデル化した（Neuro2022, 一般発表2P-180）。②我々は、嗅球神経回路の機能を定量的に評価するため、マウス嗅球スライス標本にパッチクランプ法を適用し、嗅球内シナプス活動を測定・解析する実験系を構築した。ロテノンの鼻腔内投与による嗅球ドパミン介在神経の特異的細胞死は、咀嚼制限による嗅球介在神経全般の減少とは異なるシナプス応答の代償性変化を引き起こすことを見出した。これは恒常性シナプス可塑性が嗅球でも働いている可能性を示唆した（第100回日本生理学会大会、1P-076)。

嗅觉功能障碍的存在与否对于发现中枢神经系统疾病来说是极为重要的信息。例如，嗅觉功能障碍与帕金森病的发病有关，而嗅球作为大脑中最先发现病变的区域而闻名。另一方面，继发于上呼吸道病毒感染（例如新型冠状病毒感染）的嗅觉功能障碍被认为是嗅觉神经（周围感觉神经）的疾病。能够区分嗅觉丧失的病灶位于包括嗅球在内的中央区域，还是位于包括嗅神经在内的周围区域，是早期发现潜在疾病并开始治疗所必须满足的最低要求。我们在 2022 财年就导致嗅觉功能障碍特征的神经机制取得了以下结果，这些机制被认为根据病变是中枢性还是外周性而有所不同。 ①我们揭示了嗅觉神经的神经信息处理受呼吸调节的可能性。有报道称，帕金森病患者呼吸运动减少与嗅觉功能障碍有关。特别是，当一个人无法进行短而有力的呼吸（称为嗅探）时，嗅觉测试的性能就会下降。虽然这种神经机制尚不清楚，但我们通过对小鼠嗅觉神经的膜片钳分析发现，呼吸周期的长短直接影响嗅觉神经产生的放电频率特征（日本味觉嗅觉研究会，第56届国会），研讨会演示 S1-1)。我们对离子通道的机制进行了建模（Neuro2022，一般介绍 2P-180）。 ②为了定量评价嗅球神经回路的功能，我们应用膜片钳方法制备小鼠嗅球切片，并构建了实验系统来测量和分析嗅球内的突触活动。我们发现，鼻内施用鱼藤酮引起的嗅球多巴胺中间神经元的特异性细胞死亡引起突触反应的代偿性变化，这与咀嚼限制引起的嗅球中间神经元的普遍减少不同。这表明稳态突触可塑性也可能在嗅球中起作用（日本生理学会第 100 届年会，1P-076）。