大脳皮質GABA作働性介在神経細胞群の電気生理学的及び形態学的同定

大脑皮层 GABA 能中间神经元群的电生理学和形态学鉴定

• 批准号: 06680810
• 负责人: 姜 英男
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06680810/
• 关键词: 大脳皮質; 抑制性介在神経細胞; 非錐体細胞; 錐体細胞; Renshaw細胞

本研究の目的は、スライス標本において、非錐体細胞(source cell)及び錐体細胞(target cell)から同時記録を行い、抑制性介在細胞群の電気生理学的及び形態学的特徴を明らかにすることであった。しかしながら、スライス標本では、、シナプス結合を持つペア-の細胞から同時記録が得られる確率は、スライス培養標本に比べて低いことが判明した。従って、現在ではスライス培養標本を用いた実験が進行中である。一方、抑制性介在細胞群を含む非錐体細胞からの細胞内記録及び細胞内染色により得た結果を以下に概要する。(1)ネコ大脳皮質運動野第VI層より23個の非錐体細胞から細胞内記録が得られ、fast spiking(FS)type(n=8),regular spiking(RS)type(n=14),burst firing type(n=1)のサブタイプに分類された。RSタイプはさらに、脱分極性スパイク後電位(DAP)を持つもの(n=5)と、持たないもの(n=9)に分類された。(2)8個のFSタイプの非錐体細胞のうち4個は典型的なFS細胞であったが、他のFS様細胞は、FS細胞に比べて長いスパイク幅と短いAHPの時間幅を示し、形態学的にも、dendritic spineが豊富で、変形した錐体細胞様の細胞体と樹状突起を示し、白質に進入する軸索も認められた。(3)9個のDAP(-)-RS細胞のうち、4個の細胞において、皮質第V-VI層或いは白質の刺激により、3-6発のバースト発火とそれに続く持続時間の長い(150-350msec)脱分極性スパイク後電位が誘発された。このような発火パターン及びそれに続く特徴的な電位は脊髄Renshaw細胞のそれに非常に類似していた。また、これらの細胞は、dendritic spineが疎で多極型の細胞体と樹状突起を示し、その軸索は白質へ進入せず、水平方向に広がったバスケット様のネットワークを形成していた。(4)5個のDAP(+)-RS細胞のうち、2個の細胞において、強い脱分極通電により、regular spikingパターンがバースト発火のパターンに変化することが認められた。このような変化は、2-3分後に消失したが、一連の経過を何度も繰り返すことが可能であった。このような細胞は、第III層及び白質に達する、垂直方向に変位した樹状突起のドメインを持ち、dendritic spineも中程度に認められた。

本研究的目的是对切片制剂中的非锥体细胞（源细胞）和锥体细胞（目标细胞）进行同步记录，并阐明抑制性中间神经元细胞群的电生理和形态特征。然而，在切片制备中，从具有突触连接的配对细胞获得同时记录的概率低于切片培养制备。因此，目前正在进行使用切片培养标本的实验。另一方面，通过来自包括抑制性中间神经元细胞的非锥体细胞的细胞内记录和细胞内染色获得的结果总结如下。 (1) 细胞内记录取自猫大脑皮层运动皮层VI层的23个非锥体细胞，有快速尖峰型(FS)型(n=8)和规则尖峰型(RS)型(n=14) ，它被归类为点射型的一个亚型（n=1）。 RS 类型进一步分为具有去极化后尖峰电位 (DAP) 的类型 (n = 5) 和不具有去极化后尖峰电位 (DAP) 的类型 (n = 9)。 (2) 8个FS型非锥体细胞中有4个是典型的FS细胞，但其他类FS细胞比FS细胞具有更长的尖峰宽度和更​​短的AHP持续时间。细胞体和树突以及轴突进入白质。 (3) 在 9 个 DAP(-)-RS 细胞中的 4 个中，刺激皮质层 V-VI 或白质引起 3-6 次爆发放电，然后是长时间（150 -350 毫秒），诱发去极化后尖峰电位。这种放电模式和随后的特征电位与脊髓伦肖细胞非常相似。此外，这些细胞具有稀疏的树突棘、多极细胞体和树突，其轴突不进入白质，形成水平扩展的篮状网络。 (4)在五个DAP(+)-RS细胞中的两个中，观察到当施加强去极化电流时，规则的尖峰模式变为突发放电模式。这些变化在 2-3 分钟后消失，但该序列可以重复多次。这些细胞具有垂直移位的树突结构域，延伸至第三层和白质，并且还观察到中等树突棘。

项目成果

N.Kashiwabuchi: "Impairement of coordination,Purkinje Cell synapse formation and cerebellar long term depression in GluRSz instant mice" Cell. (in press).

N.Kashiwabuchi：“GluRSz 即时小鼠的协调性受损、浦肯野细胞突触形成和小脑长期抑制”细胞。

Y.Kang: "Electrophysiological and Morphdogical characteristics of Layer in pyramidcl cells in the Cat Motor Cortex." Journal of Neurophysiology. 72. 578-591 (1994)

Y.Kang：“猫运动皮层锥体细胞层的电生理和形态特征。”