大脳皮質長連合線維の回路構造と形成機構の解析

皮质长缔合纤维的回路结构及形成机制分析

基本信息

批准号：
23800027
负责人：
岡雄一郎
金额：
$ 2.08万
依托单位：
University of Fukui
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011-08-24 至 2013-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-23800027/
关键词：
大脳皮質神経回路形成

项目摘要

大脳新皮質は多くの領野から成り、それらは連合線維と呼ばれる皮質内結合によって接続されている。長連合線維はその中でも、異なる頭葉間など、離れて存在する領野間を結ぶ神経連絡で、各領野で処理した情報を統合する高次の情報処理に関わっていると考えられている。例えばヒトにおいては、視覚野と感情認識に関わる領域を結ぶ長連合線維である下縦束や下後頭前頭束の損傷と顔の表情に現れる感情の認識不全との間に相関があることが示されている。また、近年では、自閉症と長連合線維異常の関連を示す報告もなされてきている。しかし、長連合線維の形成機構や、その形成異常と機能障害の因果関係は未解明である。本研究では、長連合線維の回路構造と形成機構の解析に必要な、長連合線維を選択的に標識できるプロモータを得るため、長連合線維の起点となる長連合ニューロンに特異的に発現する遺伝子の同定を行った。まず、マウス大脳皮質の一次運動野に逆行性トレーサーを注入し、一次体性感覚野の2/3層、5層、および6b層において標識された長連合ニューロンをレーザーマイクロダイセクションにより層ごとに約1000細胞ずつ回収した。同様に左右半球を結ぶ2/3層および5層の交連ニューロンも約1000細胞ずつ集めた。これら5サンプル間の遺伝子発現プロファイルをDNAマイクロアレイ法により比較し、長連合ニューロン特異的遺伝子の候補を層ごとに100種類ずつピックアップした。これらの遺伝子のうち発現量の高いものから優先的にin situ hybridizationによって大脳皮質における発現パターンを解析した。その結果、長連合ニューロンに特徴的な分布と合致する層特異的発現を示す遺伝子が得られている。今後、これらが実際に長連合ニューロンに発現していることを確認し、そのプロモータを用いて長連合ニューロンとその軸索を標識する実験を進める。

新皮质由许多区域组成，这些区域通过称为关联纤维的皮质内连接连接。其中，长关联纤维是连接遥远区域（例如不同脑叶）的神经连接，并且被认为参与整合每个区域处理的信息的高阶信息处理。例如，在人类中，研究表明，下纵束和下枕额束（连接视觉皮层和涉及情绪识别的区域的长关联纤维）的损伤与无法识别所表达的情绪之间存在相关性。在面部表情中已经完成了。此外，近年来，有报道显示自闭症与长关联纤维异常之间的关系。然而，长缔合纤维的形成机制及其畸形与功能障碍之间的因果关系仍不清楚。在本研究中，为了获得能够选择性标记长联想纤维的启动子，这对于分析长联想纤维的回路结构和形成机制是必要的，我们重点研究了长联想神经元中特异表达的基因，它们是确定了长缔合纤维的起源。首先，将逆行示踪剂注射到小鼠大脑皮层的初级运动皮层中，通过激光显微切割将初级体感皮层的2/3、5和6b层中标记的长关联神经元逐层分离出约1000个。收集每个细胞。同样，从连接左右半球的 2/3 层和 5 层连合神经元中各收集约 1000 个细胞。使用DNA微阵列方法比较这5个样本的基因表达谱，并为每层选择100个长关联神经元特异性候选基因。在这些基因中，通过原位杂交分析大脑皮层中的表达模式，优先从表达水平最高的基因开始。结果，我们获得了表现出与长关联神经元的分布特征一致的层特异性表达的基因。将来，我们将确认这些实际上在长关联神经元中表达，并进行使用其启动子标记长关联神经元及其轴突的实验。