大脳皮質において層特異的に発現する細胞表面分子による視床皮質投射の形成機構

大脑皮层层特异性细胞表面分子丘脑皮质投射的形成机制

基本信息

批准号：
13041038
负责人：
山本亘彦
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

脳内の神経回路形成の磯構を明らかにする上で、視床から大脳反質への投射は適した系の一つである。本研究では、この視床皮質投射におけるニューロトロフィン及び細胞表面分子並びに細胞外マトリックス分子の影響を明らかにするために、視床皮質投射系の形成に対するニューロトロフィンの役割を明らかにすることを試みた。そのために培養下における視床ニューロンの軸索伸長を解析した。ラットの胎生15日目の視床組織片を、コラーゲン基質上あるいは一旦ホルマリンで固定した大脳皮質切片上(生後7日目)で、BDNF、NT3のニューロトロフィン存在下(各200nM)で2-7日間培養した。コラーゲンゲル内あるいはコラーゲン塗布膜上ではBDNFを添加することで視床ニューロンの軸索伸長が著しく促進され、促進距離が約倍近くに増加した。それに対して、NT3存在下では顕著な変化は見られなかった。一方、固定皮質切片上ではNT3の添加によって軸索伸長が約1.5倍増大し、BDNF存在下でも軸索伸長は増大したが、約1.2倍程度に過ぎなかった。さらに、NT3存在下では層での軸索伸長の違いもあり、表層での軸索がより強く促進される傾向が見られた(表層ではNT3添加により1.7-1.9倍に増加するが、深層では1.2-1.4倍程度)。以上、発達期の視床ニューロンの軸索伸長はコラーゲンにおいてはBDNF、固定切片上ではよりNT3によって促進されたことから、BDNFとNT3による基質に依存した軸索伸長の制御機構が存在することが示唆された。

从丘脑到大脑皮层的投影是适合阐明大脑中神经回路形成结构的系统之一。在本研究中，我们试图阐明神经营养因子在丘脑皮质投射系统形成中的作用，以阐明神经营养因子、细胞表面分子和细胞外基质分子对丘脑皮质投射的影响。为此，我们分析了培养物中丘脑神经元的轴突生长。将胚胎第 15 天的大鼠丘脑组织切片在胶原基质或固定在福尔马林中的大脑皮层切片（出生后 7 天）上孵育 2-7 天，并在神经营养因子 BDNF 和 NT3（各 200 nM 培养 1）下进行。天。在胶原凝胶内或胶原涂层薄膜上添加 BDNF 可以显着促进丘脑神经元的轴突伸长，几乎使所促进的距离增加一倍。相反，在 NT3 存在的情况下没有观察到显着的变化。另一方面，在固定的皮质切片上，添加NT3使轴突生长增加约1.5倍，即使存在BDNF，轴突生长也增加，但仅增加约1.2倍。此外，在NT3存在的情况下，各层之间的轴突伸长存在差异，轴突在浅层有更强烈的促进趋势（在浅层，由于NT3的添加，轴突伸长增加了1.7-1.9倍），但在深层（约1.2-1.4倍）。如上所述，发育过程中丘脑神经元的轴突伸长受到胶原蛋白上的 BDNF 的促进，而固定切片上的 NT3 的促进，表明存在 BDNF 和 NT3 的轴突伸长的底物依赖性控制机制。