レーザー照射によるサルのV1-LGNフィードバック経路のみの選択的破壊技術の確立

激光照射选择性破坏猴体内V1-LGN反馈通路技术的建立

• 批准号: 04J11195
• 负责人: 纐纈 大輔
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University (2005)The University of Tokyo (2004)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J11195/
• 关键词: レーザー; 逆行性輸送物質; クロリン; 選択的破壊; 一重項酸素; 1次視覚野; 外側膝状体; 光応答; ペプチド結合

脳の一部が破壊されたときに見られる脳機能の障害からその破壊された脳部位の機能が推定でき、外科的手術などにより脳部位の除去などが行われてきたが、これらの手法ではある領域に存在する神経細胞全部を破壊してしまい、ある特定の種類の神経細胞だけを選んで破壊することは不可能である。本研究では、レーザーを用いることで、ある投射関係にある神経細胞のみを選択的に破壊できるこれまでにない画期的な脳障害モデルの確立を試みている。方法としてはまず光活性物質であるクロリンをビーズ(逆行性輸送物質)に結合させ、これを脳内に注入した。このビーズークロリン複合体は軸索末端のシナプスから取り込まれ、逆行性輸送により神経細胞の細胞体へと運ばれる。そして逆行性輸送される先の部位にレーザーを照射した。するとクロリンが活性化して一重項酸素を産生して神経細胞死を誘導する。昨年度にマウスでモデルを確立したので、本年度はサルでこの技術の導入を目指し、V1(1次視覚野)からLGN(外側膝状体)へフィードバック投射するニューロンの選択的破壊を試みた。サルの実験ではビーズ-クロリンが目的の部位であるLGNに的確に注入される必要がある。そこで注入と細胞活動の測定が同時に行える注入針を作製し、光応答を測定することでLGNを正確に同定し、ビーズ-クロリンを注入する技術を確立した。そして2週間後V1にレーザーを照射した。さらに4週間後に脳組織サンプルを作製したところ、ビーズ-クロリンがLGNへ的確に注入されていることを確認した。またV1にも逆行性輸送されていた。選択的破壊については脳サンプルの顕微鏡観察により確認を行っているところである。この技術が完全なものとなれば、これまで詳細には解明されていないV1からLGNへのフィードバック経路が視覚情報処理においてどのような役割を担っているのか明らかになるであろう。

当大脑的一部分被破坏时，可以从所看到的大脑功能的受损情况来估计被破坏的大脑部分的功能，并且已经通过手术等方式切除了大脑部分，但这些方法并不能破坏所有的神经元在某个区域，不可能只选择并破坏特定类型的神经元。在这项研究中，我们试图建立一种前所未有的脑损伤模型，利用激光选择性地仅破坏处于某种投射关系的神经元。首先，将光活性物质二氢卟酚与珠子（逆行转运物质）结合，然后将珠子注射到大脑中。这种珠子-二氢卟酚复合物从轴突末端的突触中摄取，并通过逆行转运转运至神经元的细胞体。然后将激光照射到要进行逆行运输的部位。然后二氢卟酚被激活并产生单线态氧，从而诱导神经元细胞死亡。去年我们在小鼠身上建立了模型，今年我们的目标是在猴子身上引入这项技术，试图选择性地破坏提供从 V1（初级视觉皮层）到 LGN（外侧膝状体）反馈投射的神经元。在猴子实验中，必须将珠子-二氢卟酚精确注射到目标区域 LGN。因此，我们创造了一种可以同时进行注射和测量细胞活性的注射针，通过测量光响应准确识别LGN，并建立了注射珠-二氢卟酚的技术。两周后，V1接受激光照射。再过4周后，制备脑组织样本，并确认珠子-二氢卟酚已准确注射到LGN中。也被逆行传送到了V1。目前正在通过大脑样本的显微镜观察来证实选择性破坏。一旦这项技术完善，从V1到LGN的反馈通路在视觉信息处理中扮演什么角色就会变得清晰，目前还没有详细阐明。