長軸へ拡張した海馬神経回路解析

海马神经回路分析延伸至长轴

基本信息

批准号：
22K15230
负责人：
岡本和樹
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Juntendo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15230/
关键词：
海馬シナプス結合

项目摘要

海馬の神経回路研究は、スライスとしての回路イメージが先行し、本来長い構造であることは見落とされている。しかし、海馬には長軸方向へ長く伸びる軸索が存在する。これは解剖学上の発見にとどまっており、長らく生理的な伝達のパターンや機能は未解明であった。本研究は、海馬長軸に伸びる投射が興奮性優位な伝達であることに着目している。すなわち長軸方向に沿った投射は遠くなるほどに興奮性を強める傾向にある。その背景には抑制を担うGABA細胞とのシナプス結合に選択性があり、海馬長軸方向の遠位に伸びる軸索ほどGABA細胞と結合していないという仮説を立てている。そして、この結合様式を電気生理学・生化学・形態学の手法を用いて多角的に精査すること、また、海馬を長い構造と見立て、得られたデータに基づく活動伝播シミュレーションで海馬長軸投射の回路パターンの意義の解明を目的としている。本年度は、背側から腹側にかけて海馬CA1のGABA細胞を赤色蛍光タンパク質で標識し、パッチクランプ記録を行った。背側海馬CA3からの軸索がチャネルロドプシンで標識されており、光刺激によって遠い細胞同士の投射関係であってもシナプス結合応答を測定することが可能である。この手法を用いて、投射の起点となる背側海馬CA3からの長軸に沿った距離依存的なシナプス結合傾向を測定した。海馬の長軸方向の投射は、長軸の距離が延びるほどGABA細胞への興奮性応答を減らしており、申請時の仮説を裏づける結果が得られた。

关于海马中神经回路的研究已被忽略，即作为切片的电路图像在最初很长的事实之前。但是，有些轴突在海马的纵向方向上延伸长。这只是解剖学的发现，很长一段时间以来，生理传播的模式和功能尚未清除。这项研究的重点是沿海马长轴延伸的投影的兴奋性显性传播。也就是说，沿着纵向方向的投影越远，兴奋性往往会增加。这样做的原因是，与GABA细胞的突触连接有选择性，这是负责抑制作用的，并且与在海马纵轴远端延伸的轴突相比，它与GABA细胞结合的可能性较小。目的是使用电生理学，生物化学和形态技术从多个角度检查这种结合模式，并通过使用基于获得的数据的活性传播模拟来确定海马长轴投影的电路模式的重要性。今年，海马CA1的GABA细胞用从背侧到腹侧的红色荧光蛋白标记，并进行了斑块夹记录。背部海马CA3的轴突用通道旋转蛋白标记，即使在远处细胞之间的投影关系中，光刺激也可以测量突触结合反应。使用这种技术，测量了沿着背部海马CA3的长轴沿距离依赖的突触结合趋势，这是投影的起点。随着纵向距离的增加，海马的纵向投影降低了对GABA细胞的兴奋反应，从而导致支持在应用时的假设的结果。