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。

为了了解大脑皮层在皮层下结构中的作用，本研究旨在阐明额叶皮层第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射到纹状体和脑桥核中，详细分析了投射到那里的五层锥体细胞亚型的细胞的放电模式，发现了投射目的地和放电特征之间的相关性。今年，我们首先研究了 2/3 层锥体细胞关于与投影目的地相关的放电特征的结合特异性。因此，具有相同发射特性的第 5 层锥体细胞亚型有很高的概率从同一层 2/3 锥体细胞接收公共输入，并且具有相同发射特性的第 5 层锥体细胞亚型有很高的概率接收来自同一层 2/3 锥体细胞的公共输入。他们发现，当类型具有突触连接时，接收共同输入的概率甚至更高。与去年的结果一起，这表明从第 2/3 层到第 5 层锥体细胞的突触连接是根据第 5 层锥体细胞投射到皮层下结构的目的地而分开的。接下来，我们检查了电导，它决定了第 5 层锥体神经元放电特征的差异。爆发放电锥体细胞是五层锥体细胞亚型之一，依赖于细胞的静息膜电位，当膜电位较浅时，其爆发放电受到抑制。这可能是因为Ca 2+ 通道的激活/失活涉及爆发放电的发生。关于电流注入过程中尖峰频率的衰减，这是放电特性亚型的另一个指标，我们在电极溶液中添加了高浓度的EGTA（一种Ca^<2+>螯合剂），以减少细胞内的Ca^<2+>我们考虑过参与。结果，当含有高浓度的EGTA时，尖峰频率的衰减被抑制，这表明涉及Ca ^ 2+ 门控K ^+ 通道。未来，我们将重点关注Ca^<2+>通道（特别是激活电位较低的R型通道）和Ca^<2+>依赖性K^+通道，并研究它们的表达模式使用RT-PCR。