大脳皮質回路の結合選択性

大脑皮层回路的连接选择性

• 批准号: 18020031
• 负责人: 川口 泰雄
• 金额: $ 4.8万
• 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 Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18020031/
• 关键词: 大脳皮質; 錐体細胞; GABA; アセチルコリン; ムスカリン; ニコチン; ソマトスタチン; コレシストキニン; 線条体; 橋核; 局所回路; シナプス結合; 逆行性標識; 樹状突起

大脳皮質の重要なモデュレーターであるアセチルコリンは覚醒・認知機能に深く関与する重要な伝達物質である。アセチルコリンを持続的に投与する実験から、皮質投射ニューロンである錐体細胞に対する主たる作用は興奮性だと考えられ、投与初期に一過性に現れる過分極はGABA細胞、特に、その主なサブタイプであるFS細胞の一過性興奮による抑制性シナプス電位だと思われてきた。しかし、可視化した細胞にアセチルコリンを短時間与えると5層錐体細胞には、抑制性シナプス電流でなく、ムスカリン受容体の活性化・Ca濃度上昇によるKチャネルが開くことで過分極が起きることがわかってきた。アセチルコリンの短時間作用については、錐体細胞の場合と同じく、GABA細胞についても研究グループ間によって異なる考え方が出されている。今回、皮質ニューロンタイプへのアセチルコリンの一過性応答を再検討した。どの皮質領域にいても、ムスカリン性過分極は錐体細胞では5層のものに限られ2・3層では見られず、GABA細胞ではCCK陽性の大型バスケット細胞でみられた。しかし、過分極に関わる受容体は5層錐体細胞ではm1であったのに対して、CCKバスケット細胞ではm2であり、その誘発機構は異なると考えられた。ニコチン性脱分極は、VIP細胞やニューログリア様細胞で起こすことができた。FS細胞、ソマトスタチン細胞では、他のグループによる報告とは異なり、一過性応答は殆ど観察できなかった。これらと私たちの以前の持続的投与結果と合わせると、アセチルコリンは皮質下構造に投射する5層錐体細胞を一過性に直接抑制する一方、抑制性ニューロンではニコチン受容体による脱分極・ムスカリン受容体による過分極・ムスカリン受容体による緩徐な持続的脱分極がサブタイプごとに異なる組み合わせで発現し、これらを介して抑制性回路活動を調節していることが明らかになった。

乙酰胆碱是大脑皮层的重要调节剂，是与觉醒和认知功能密切相关的重要递质。连续施用乙酰胆碱的实验表明，对锥体神经元（即皮质投射神经元）的主要作用是兴奋性，并且在施用开始时短暂出现的超极化与GABA细胞，尤其是其主要亚型有关。认为这是FS细胞短暂兴奋引起的抑制性突触电位。然而，当乙酰胆碱短时间给予可视化细胞时，第 5 层锥体细胞会发生超极化，这不是通过抑制性突触电流，而是通过激活毒蕈碱受体和由于 Ca 浓度增加而打开 K 通道。理解。与锥体细胞一样，不同的研究小组对于乙酰胆碱对 GABA 细胞的短期影响有不同的看法。在这里，我们重新检查了乙酰胆碱对皮质神经元类型的瞬时反应。无论皮层区域如何，毒蕈碱超极化仅限于第 5 层锥体细胞，第 2 层和第 3 层不存在，并且在 CCK 阳性大篮细胞中观察到 GABA 细胞。然而，参与超极化的受体在第5层锥体细胞中为m1，而在CCK篮细胞中为m2，表明诱导机制不同。 VIP 细胞和神经胶质样细胞中能够发生烟碱去极化。与其他组的报告不同，在 FS 细胞和生长抑素细胞中几乎没有观察到瞬时反应。结合我们之前的持续给药结果，乙酰胆碱短暂地直接抑制投射到皮质下结构的第5层锥体神经元，而在抑制性神经元中，它诱导烟碱受体介导的去极化和毒蕈碱受体诱导的超极化并缓慢持续去极化。根据亚型的不同，毒蕈碱受体诱导的毒蕈碱受体以不同的组合出现，并且抑制电路活性通过这些组合进行调节。

项目成果

Phasic cholinergic signaling in the hippocampus: Functional homology with the neocortex?

• DOI: 10.1002/hipo.20279
• 发表时间: 2007-01-01
• 期刊: HIPPOCAMPUS
• 影响因子: 3.5
• 作者: Gulledge, Allan T.;Kawaguchi, Yasuo
• 通讯作者: Kawaguchi, Yasuo

抑制性ニューロン特異的にレポーター遺伝子を発現する非ヒト哺乳動物

表达专门针对抑制性神经元的报告基因的非人类哺乳动物

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

Neocortical inhibitory terminals innervate dendritic spines targeted bthalamocortical afferents

新皮质抑制末梢支配树突棘靶向丘脑皮质传入神经

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Neuroscience 27
• 作者: Lu X;Miyachi S;Ito Y;Nambu A;Kitazawa S;Takada M;Yoshiyuki Kubota
• 通讯作者: Yoshiyuki Kubota