大脳錐体細胞の構造と機能による分類と遺伝子発現プロファイリング解析

大脑锥体细胞的结构和功能分类及基因表达谱分析

• 批准号: 18700328
• 负责人: 大塚 岳
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: National Institute for Physiological Sciences
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18700328/
• 关键词: 大脳皮質; 錐体細胞; 膜特性; 結合特異性

皮質下構造での大脳皮質の作用を理解するために、本研究では前頭皮質5層錐体細胞サブタイプの構造と機能を明らかにすることを目的としている。昨年度は、線条体と橋核に蛍光逆行性トレーサーを注入し、そこに投射する5層錐体細胞サブタイプで細胞の発火パタンを詳細に解析し投射先と発火特性に相関がみられることを明らかにした。本年度では、投射先と相関関係にある発火特性について2/3層錐体細胞からの結合特異性を先ず検討した。その結果、同じ発火特性を有する5層錐体細胞サブタイプ同士は同じ2/3層錐体細胞から共通に入力を受ける確率が高く、また5層錐体細胞サブタイプ間の発火特性が同じサブタイプ同士がシナプス結合を有する場合、共通の入力を受ける確率がさらに高いという結果を得た。昨年度の結果と併せて、これのことは2/3層から5層錐体細胞へのシナプス結合は、5層錐体細胞の皮質下構造への投射先に依存して分離していることを示唆する。次に、5層錐体細胞の発火特性の差異を決定するコンダクタンスを検討した。5層錐体細胞サブタイプの一つであるバースト発火する錐体細胞は、細胞の静止膜電位に依存して膜電位が浅いときはバースト発火が阻害された。これは、Ca^<2+>チャネルの活性化・不活性化がバースト発火の発生に関与していることが考えられる。発火特性サブタイプのもう一つの指標である、電流注入時のスパイク頻度の減衰について電極内液にCa^<2+>のキレーターである高濃度のEGTAを加え細胞内Ca^<2+>の関与について検討した。その結果、高濃度EGTAを含有した場合スパイク頻度の減衰が阻害されたことからCa^<2+>依存性K^+チャネルが関与していることが示唆される。今後、Ca^<2+>チャネル(特に活性化電位が低いR型)とCa^<2+>依存性K^+チャネルに特に着目し、その発現パタンなどをRT-PCRを用いて検討したい。

为了了解大脑皮层对皮层结构的影响，本研究旨在阐明额叶皮质的5层锥体细胞亚型的结构和功能。去年，我们将荧光逆行示踪剂注入了纹状体和负核，并分析了投射到它们上的五层锥体细胞亚型中细胞的发射模式，表明预测的位置与点火特征之间存在相关性。在今年，我们首先检查了与投影仪相关的发射特性的2/3层锥体细胞的结合特异性。结果，从相同发射特性的相同三层的锥体细胞亚型接收共同输入的概率较高，当五层层状细胞亚型之间的相同发射特性具有突触键键时，接收共同输入的可能性更高。加上去年的结果，这表明从2/3层到5层锥体细胞的突触连接取决于5层锥体细胞的投影目的地到皮层下结构。接下来，检查了确定五层锥体细胞发射特性差异的电导。当膜电位浅时，抑制爆发的锥体细胞，这是五层锥体细胞亚型之一，取决于细胞的静息膜电位。这被认为是因为Ca^<2+>通道的激活和灭活与发生爆发的发生有关。通过将高浓度的EGTA（ca^<2+>螯合剂）添加到电极内部，研究了电流注射过程中尖峰频率的衰减的另一个指标，即在电流注射过程中的尖峰衰减，并与细胞内Ca^<2+>的参与一起研究了。结果表明，涉及Ca^<2+> - 依赖性K^+通道，因为当EGTA以高浓度为单位时抑制了峰值频率的衰减。将来，我们将重点关注CA^<2+>通道（尤其是活化势较低的R类型）和Ca^<2+> - 依赖性的K^+通道，并考虑使用RT-PCR来考虑其表达模式之类的。