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。

从丘脑到脑残留物的投影是阐明大脑神经回路形成的最佳系统之一。在这项研究中，我们试图阐明神经营养蛋白对丘脑皮层投射系统形成的作用，以阐明神经营养蛋白和细胞表面分子的作用以及细胞外基质分子在该丘脑皮层投射中的作用。为此，在培养物下分析了丘脑神经元的轴突延伸。在BDNF和NT3 Neurotrophin（每个200 nm）存在2-7天的情况下，在胶原蛋白底物或一旦用福尔马林（出生后7天）固定的大鼠胚胎寿命的第15天，在胶原蛋白底物或皮质切片上培养了丘脑组织碎片。在胶原蛋白凝胶或胶原蛋白涂层中添加BDNF可显着促进丘脑神经元的轴突延伸，使促进距离的增加几乎翻了一番。相反，在存在NT3的情况下未观察到没有显着变化。另一方面，在固定的皮质截面上，添加NT3的轴突延伸增加了约1.5倍，即使在存在BDNF的情况下，轴突延伸也增加了约1.2倍。此外，在存在NT3的情况下，轴突的延伸在层上有所不同，并且在表面层中轴突有更强烈促进的趋势（在表面层中，NT3添加增加了1.7-1.9倍，但在深层中，轴突增加了1.2-1.4倍）。以上表明，胶原蛋白中的BDNF和NT3在固定切片上促进了丘脑神经元在发育过程中的轴突延伸，这表明BDNF和NT3存在轴突扩展的底物依赖性调节机制。