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。

可以从大脑的一部分被破坏时，通过外科手术程序等清除了大脑的障碍，可以从大脑的障碍中估计大脑部分的功能，但是这些技术破坏了某个区域中存在的所有神经元，因此无法选择和破坏某些类型的神经元。这项研究试图建立一个前所未有的开创性脑损伤模型，该模型可以选择性地破坏通过使用激光器具有一定投射关系的神经元。该方法是首先将光活性物质氯化物与珠子（逆行转运材料）结合，并将其注入大脑。该Beazukhlorin复合物是从轴突末端的突触中取出的，并通过逆行转运转运到神经元的细胞体。然后，将激光照射到目的地部位以逆转运输。然后激活氯素，产生单线氧，诱导神经元死亡。自从我们去年在小鼠中建立了一个模型以来，我们的目的是今年在猴子中引入这项技术，并试图选择性地破坏从V1（主要视觉皮层）向LGN（侧向遗传体）投射反馈的神经元。在猴子实验中，必须将珠氯蛋白准确地注入目标位点LGN。因此，我们创建了一个可以同时执行注射和细胞活性测量的注射针，通过测量光响应，我们建立了一种技术，用于准确识别LGN并注入珠氯蛋白。两个星期后，V1用激光照射。 4周后，制备脑组织样品并确认已将珠氯蛋白适当地注入LGN中。它也被逆行运输到V1。当前，通过微观观察到脑样品，可以确认选择性破坏。一旦这项技术完成，将会清楚地从V1到LGN的反馈路径（尚未完全解释）在视觉信息处理中发挥了哪些作用。