ラット嗅皮質の覚醒状態依存的ゲーティングとアセチルコリンの役割

大鼠嗅皮层的唤醒状态依赖性门控和乙酰胆碱的作用

基本信息

批准号：
06J11220
负责人：
津野祐輔
金额：
$ 1.79万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度までの研究により、ウレタン麻酔下ラット嗅球において、覚醒状態が低いと考えられるslow-wave state時には、抑制性ニューロンである顆粒細胞から投射ニューロンである僧帽細胞への抑制性入力が、強くまた長くなっている事を、僧帽細胞の軸索の束であるLOTの2回刺激で誘発される電場電位を調べることで示した。また、自由行動下ラットにおいても、覚醒状態が低い徐波睡眠時に、顆粒細胞から僧帽細胞への抑制性入力が強くなることを明らかにした。また、ウレタン麻酔下ラット嗅球の僧帽細胞の細胞内記録により、抑制性入力(IPSP)の大きさと長さが変化している直接的証拠を得た。また、LOT2回刺激誘発電場電位で見られる抑制が、NMDAレセプタおよびGABA(A)レセプタを介していることを、薬理学的方法を用いて示した。本年度は、ムスカリン性アセチルコリンレセプタにより、覚醒状態依存的な顆粒細胞から僧帽細胞への抑制の変化が制御されていることを、薬理学的方法を用いて示した。この結果を日本神経科学大会においてポスター発表を行うと供に、得られた全結果をまとめてThe Journal of Neuroscience誌に論文を出版した。また博士論文を書き、博士号を取得した。これらの研究から、少なくとも嗅球においては、アセチルコリン入力が覚醒状態依存的な顆粒細胞から僧帽細胞への抑制の変化に重要な役割を担っていることが示された。この事は、嗅覚系における覚醒状態依存的変化にアセチルコリン入力が重要な役割を担うことを示唆しており、嗅皮質においてもアセチルコリン入力が覚醒状態依存的ゲーティングを制御する可能性は十分に考えられる。今回の研究により、嗅皮質における覚醒状態依存的ゲーティングとアセチルコリンの役割の研究の基盤ができたと考えている。

去年进行的研究表明，在乌拉坦麻醉下的大鼠嗅球中，在慢波状态下，当觉醒状态被认为较低时，来自颗粒细胞（抑制性神经元）的抑制性输入通过检查 LOT（一束二尖瓣细胞轴突）引起的场电位，我们还发现，二尖瓣细胞（投射神经元）的长度增加了。我们还发现，在自由活动的大鼠中，当唤醒状态较低时，从颗粒细胞到二尖瓣细胞的抑制输入在慢波睡眠期间变得更强。此外，我们获得了直接证据，表明在乌拉坦麻醉下，大鼠嗅球二尖瓣细胞的细胞内记录会改变抑制输入（IPSP）的大小和长度。我们还使用药理学方法证明，在两次 LOT 刺激引起的场电位中观察到的抑制是由 NMDA 受体和 GABA(A) 受体介导的。今年，我们使用药理学方法证明，从颗粒细胞到二尖瓣细胞的觉醒依赖性抑制变化是由毒蕈碱乙酰胆碱受体调节的。我们在日本神经科学大会上以海报的形式展示了这些结果，并在《神经科学杂志》上发表了一篇总结所有结果的论文。他还撰写了博士论文并获得了博士学位。这些研究表明，乙酰胆碱输入在觉醒依赖性从颗粒细胞到二尖瓣细胞的抑制转变中发挥着重要作用，至少在嗅球中是如此。这表明乙酰胆碱输入在嗅觉系统的觉醒依赖性变化中发挥着重要作用，并且乙酰胆碱输入很可能也控制嗅觉皮层的觉醒依赖性门控。我们相信这项研究为觉醒状态依赖性门控和乙酰胆碱在嗅觉皮层中的作用的研究奠定了基础。

项目成果

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Behavioral state-dependent change of granule-to-mitral inhibition in the rat olfactory bulb

大鼠嗅球颗粒至二尖瓣抑制的行为状态依赖性变化

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yokoyama;T.;Murata;K.;Mori;K. & Yamaguchi;M.;Yoshida I;Hideki Kashiwadani;Tsuno Y;Shu Kikuta;Yoshida I;Murata K;Kobayakawa K;Yokoyama T;Shu Kikuta;Manabe H.;Tsuno Y
通讯作者：
Tsuno Y

Behavioral State Regulation of Dendrodendritic Synaptic Inhibition in the Olfactory Bulb