意識形成・個体制御に関わる巨大神経網様核細胞の動態解明

阐明参与意识形成和个体控制的巨型神经毡样核细胞的动力学

• 批准号: 22KJ2203
• 负责人: 大須賀 智輝
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2203/
• 关键词: 脳幹網様体; 巨大神経網様核細胞; 神経回路; GABA/Glu 共発現細胞; ニューロン; 意識; 光遺伝学; 脳幹

脳幹網様体は覚醒状態の維持に関与する領域であり、多くの細胞群から構成されている。なかでも巨大神経網様核（NRG:nucleus reticular gigantocellularis）細胞は、すべての感覚刺激に対して応答し、覚醒や運動制御も担うことが報告されている。さらにNRG細胞には、単一神経細胞で上行性と下行性両方へ投射する細胞が存在することから、このNRG細胞が意識形成の要となっていることが予想される。興味深いことにNRG細胞は、興奮性伝達を担うグルタミン酸作動性、抑制性伝達を担うγ-アミノ酪酸(GABA)作動性だけでなく、グルタミン酸・GABA両作動性神経細胞の存在が明らかになっている。これまで覚醒・意識制御におけるNRG細胞の重要性が報告されていながら、そのNRG細胞の詳細な分類は技術的な困難もありほとんど明らかになっていない。そこで本研究では、NRG細胞を分子生理学的に詳細に解析することでマルチモーダルな情報統合と随意運動の制御を行うNRG細胞種を同定し、その細胞活動を人為的に操作することで、覚醒したマウス個体の意思決定や行動制御にかかわる神経回路を明らかにすることを目的とする。本年度は、NRG細胞のうち、他領域でも重要性が報告されているグルタミン酸・GABA共発現細胞に焦点を当て、これらの細胞でflox/frt組み換え依存的にtdTomatoが発現するマウスを作製することで、NRG細胞の中でも少数存在する（４０～６０個程）グルタミン酸・GABA共発現NRG細胞（GABA/Glu NRG細胞）を同定することに成功した。これらの細胞は全脳透明化技術を用いて３次元的に詳細に解析した。さらに、シナプスを介して逆行性に感染する狂犬病ウイルスをGABA/Glu NRG細胞特異的に感染させ、これらの細胞に投射する細胞群の局在が明らかになった。

脑干网状类似物是维持觉醒状态的一个区域，由许多细胞组组成。其中，据报道，网核网状细胞（NRG）细胞对所有感觉刺激有反应，并且还负责唤醒和运动控制。此外，由于NRG细胞具有将单个神经元升高和下降的细胞，因此预计这些NRG细胞是意识形成的关键。有趣的是，NRG细胞不仅被证明具有谷氨酸能和抑制性神经元，这些神经元是负责兴奋性和γ-氨基丁酸（GABA） - 含量的兴奋性和抑制性传播的，而且具有谷氨酸和GABA抗神经元。尽管直到现在据报道NRG细胞在觉醒和意识控制中的重要性，但由于技术困难，尚未阐明这些NRG细胞的详细分类。因此，本研究旨在确定通过详细分析NRG细胞的NRG细胞类型，并通过详细分析NRG细胞来调节自愿运动，并通过人为地操纵这些细胞的细胞活性，我们旨在澄清涉及觉醒小鼠个体决策和行为控制的神经回路。 This year, we focused on glutamic acid-GABA co-expressing cells that have been reported to be important in other regions of NRG cells, and by creating mice that express tdTomato in a flox/frt recombination dependent manner, we successfully identified a small number of glutamic acid-GABA co-expressing NRG cells (GABA/Glu NRG cells) that exist among NRG cells (around 40-60).使用全脑透明技术在三个维度上详细分析了这些细胞。此外，揭示了被特异性感染的狂犬病病毒的细胞基团的定位揭示了通过突触逆行感染的狂犬病病毒。

项目成果

巨大神経網様核Gigantocellularにおけるグルタミン酸, GABA性神経伝達物質ダブルポジティブ細胞の特性解析

巨细胞中谷氨酸和 GABA 神经递质双阳性细胞的表征

• 发表时间: 2022
• 作者: 岩本浩司;松岡里実;上田昌宏;北山航;北山航;大須賀智輝
• 通讯作者: 大須賀智輝