大脳皮質局所回路研究のプラットフォームとなるラットの作成とその解析

大鼠作为大脑皮层局部回路研究平台的创建和分析

• 批准号: 17650096
• 负责人: 川口 泰雄
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: National Institute for Physiological Sciences
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17650096/
• 关键词: GABA; transgenic rat; vesicular GABA transporter; bacterial artificial chromosome; cerebral cortex; parvalbumin; alpha-actinin-2; neurogliaform cell; 遺伝子改変ラット; 小胞型GABAトランスポーター; Bacterial artificial chromosome; 大脳皮質; パルブアルレブミン; ソマトスタチン; アクチニン

多様な大脳皮質GABA作働性ニューロンの構成・シナプス結合ルールに関して統一的な理解を進めるために、どのGABA細胞からも容易に生理的記録ができるモデル動物の開発を目指してきた。これまでに、vesicular GABA transporter遺伝子を含むbacterial artificial chromosomeを使って、黄緑色の蛍光蛋白質VenusでGABA細胞が選択的に標識されたWistarラット(VGAT-Venus rat)を作成した。これまでに、このラットの大脳皮質で蛍光免疫組織化学を用いて、GABA細胞サブタイプの同定に使われている6種類の化学的マーカーの発現を確認するとともに、GABA細胞での化学的サブタイプの定量的構成を明らかにした。今年度は、Venus陽性皮質ニューロンの生理的性質のサブタイプごとの分化を確認するとともに、分子発現との相関や化学的サブタイプの中での多様性について検討した。これまでに特異的発現する分子が知られていない新皮質ニューログリアフォーム細胞について、late-spiking patternの発火様式を確認する同時に、化学的マーカーとの関係を検索したところ、アクチン結合蛋白質であるalpha-actinin-2を選択的に発現していることがわかった。多様な形態のGABA細胞を直視下で同定できるVGAT-Venus ratの利点を活かして、parvalbuminを発現するfast spiking cell(FS細胞)の多様性を検討した。その結果、FS細胞の大きさは多様であり、細胞体が大きいものほど樹状突起の垂直方向への伸長が大きいことがわかった。一方、電気的性質や水平方向への樹状突起の拡がりには差はあまりみられなかった。これらにより、VGAT-Venus ratのGABA作働性ニューロンや大脳皮質回路解析における有用性を示すことができた。

为了促进对各种脑皮质增强神经元的组成和突触结合规则的统一理解，我们旨在开发模型的动物，这些动物可以轻松地从任何GABA细胞中从生理上记录。到目前为止，含有囊泡GABA转运蛋白基因的细菌性人造染色体用于产生Wistar大鼠（VGAT-VENUS大鼠），其具有选择性标记的GABA细胞和黄色绿色荧光蛋白金星。迄今为止，在大鼠脑皮质中使用荧光免疫组织化学来确认用于鉴定GABA细胞亚型的六种化学标记物的表达，并阐明GABA细胞中化学亚型的定量组成。今年，我们通过亚型证实了金星阳性皮质神经元的生理特性的分化，并检查了化学亚型之间与分子表达和多样性的相关性。在新皮质神经层状形式的细胞中，特异性表达未知，我们确认了晚期刺激模式的触发模式，并搜索了其与化学标记的关系，并发现它们有选择地表达肌动蛋白结合蛋白α-肌动蛋白-2。利用VGAT-VENUS大鼠允许在直接视图下识别不同形式的GABA细胞的vgat-Venus大鼠，我们研究了表达白蛋白的快速尖峰细胞（FS细胞）的多样性。结果表明，FS细胞的大小差异很大，并且细胞体越大，树突的垂直延伸越大。另一方面，电性能或水平树突扩散没有太多差异。这些结果表明，VGAT-VENUS大鼠在增强GABA增强神经元和脑皮质回路分析中的有用性。

项目成果

皮質局所神経回路における興奮・抑制結合の多様性

皮质局部神经回路兴奋/抑制连接的多样性

• 发表时间: 2007
• 作者: Kawaguchi Y;Karabe F;Kubota Y;川口 泰雄;川口 泰雄
• 通讯作者: 川口 泰雄

大脳皮質非錐体細胞への興奮性・抑制性シナプス入力比

大脑皮层非锥体细胞的兴奋性/抑制性突触输入比率

• 发表时间: 2007
• 作者: Kawaguchi Y;Karabe F;Kubota Y;川口 泰雄;川口 泰雄;窪田 芳之;大塚 岳;関川 明生
• 通讯作者: 関川 明生

大脳皮質非錐体細胞の樹状突起特性の解析

大脑皮层非锥体细胞树突特性分析

• 发表时间: 2007
• 作者: Kawaguchi Y;Karabe F;Kubota Y;川口 泰雄;川口 泰雄;窪田 芳之
• 通讯作者: 窪田 芳之

大脳皮質錐体細胞の多様性と結合特異性

大脑皮层锥体细胞的多样性和结合特异性

• 发表时间: 2008
• 作者: Kawaguchi Y;Karabe F;Kubota Y;川口 泰雄
• 通讯作者: 川口 泰雄

Heterogeneity of phasic cholinergic signalling in neocortical neurons

新皮质神经元阶段性胆碱能信号的异质性

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Neurophysiology 97
• 作者: Pang Y-W;Li J-L;Nakamura Ko;Wu S;Kaneko T;Mizuno N;Martin-Ibanez R et al.;Yoshiyuki Kubota;Allan T. Gulledge
• 通讯作者: Allan T. Gulledge