特徴抽出におけるアマクリン細胞の役割

无长突细胞在特征提取中的作用

基本信息

批准号：
13041051
负责人：
金子章道
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

感覚神経系において側抑制は受けた刺激の輪郭を際立たせ、像や物体の形の認識の上で極めて重要なメカニズムである。視覚系ニューロンは網膜視細胞から外側膝状態のニューロンに至るまで拮抗する同心円状の受容野を持っている。周辺抑制に関与する網膜細胞として水平細胞とアマクリン細胞がある。いずれもGABA作動性の抑制性介在ニューロンである。今年度は受容野周辺部の形成に水平細胞がどのように関与しているかを明らかにする研究を行った。水平細胞は視細胞のシナプス終末にフィードバックするだけでなく、双極細胞への直接入力も否定できない。何故なら、双極細胞の樹状突起にもGABA受容体が存在するからである。しかし、ON型双極細胞とOFF型双極細胞では周辺部応答の極性が全く反対なので、おなじGABA入力がどのようにして双極細胞の周辺部応答を形成できるのかは謎であった。今回、グラミシジン穿孔パッチ法をマウス網膜スライス標本の双極細胞に適用しGABAに対する応答を検討した。その結果、ON型双極細胞では細胞内Cl-濃度が高く、GABAに対する逆転電位が静止膜電位よりも脱分極側にあり、一方、OFF型双極細胞では細胞内Cl-濃度が低いため、GABAに対する逆転電位が静止膜電位よりも過分極側にあった。この結果ON型とOFF型でGABAに対する応答の極性が異なることが説明できる。水平細胞からのGABAの放出は光照射で減少するから、ON型には過分極を、OFF型には脱分極を引き起こし、中心部応答と反対の極性を持った応答が生じることになる。最近、免疫組織化学法を用いてON型双極細胞には細胞内へCl-を取り込むNKCCが、OFF型双極細胞には細胞内からCl-を汲み出すKCC2が発現していることが示された。この組織化学的所見はON型双極細胞とOFF型双極細胞で細胞内Cl-濃度が異なる可能性を示し、今回の研究結果とよく一致する。

在感觉神经系统中，侧抑制使接收到的刺激的轮廓突出，是识别图像和物体形状的极其重要的机制。视觉系统神经元具有从视网膜感光器到外侧膝状态神经元的相反同心感受野。参与外周抑制的视网膜细胞有水平细胞和无长突细胞。两者都是 GABA 能抑制性中间神经元。今年，我们进行了研究，以阐明水平细胞如何参与外周感受野的形成。水平细胞不仅反馈到光感受器突触末梢，而且还直接输入到双极细胞。这是因为 GABA 受体也存在于双极细胞的树突中。然而，由于ON和OFF双极细胞的外周反应的极性完全相反，因此相同的GABA输入如何塑造双极细胞的外周反应一直是个谜。在这里，我们将短杆菌肽穿孔贴片方法应用于小鼠视网膜切片制剂中的双极细胞，并研究它们对 GABA 的反应。因此，在 ON 型双极细胞中，细胞内 Cl- 浓度较高，GABA 的反转电位位于静息膜电位的去极化侧，而在 OFF 型双极细胞中，细胞内 Cl- 浓度较低，因此 GABA 的反转电位位于静息膜电位的去极化侧。这解释了 ON 型和 OFF 型之间对 GABA 的响应极性的差异。水平细胞释放的 GABA 因光照射而减少，导致 ON 型超极化和 OFF 型去极化，导致与中心反应极性相反的反应。最近，使用免疫组织化学显示，ON型双极细胞表达NKCC，将Cl-带入细胞内，而OFF型双极细胞表达KCC2，从细胞内部泵送Cl-。这一组织化学发现表明ON和OFF双极细胞的细胞内Cl浓度可能不同，并且与本研究的结果非常一致。