電子顕微鏡像3次元再構築法による大脳皮質の微細局所神経回路の形態的研究

使用电子显微镜图像 3D 重建对大脑皮层精细局部神经回路进行形态学研究

基本信息

批准号：
11170257
负责人：
窪田芳之
金额：
$ 3.97万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

大脳皮質の非錐体細胞は、その電気生理学的な特徴から2つのグループ(FS(fast-spiking)細胞と非FS細胞)に分類できる。それらはさらに形態的な特徴からサブグループ(ダブルブーケ(DB)細胞、マルチノッチ(MA)細胞等)に分類できる。また、これらのサブグループは、神経化学物質も特有のものを発現する。例えば、FS細胞はカルシウム結合蛋白であるparvalbuminを、DB細胞は神経ペプチドであるvasoactive intestinal polypeptideやcorticotropin releasing factor等を、またMA細胞は神経ペプチドであるsomatostatinを発現している。私は、ラット前頭皮質スライスから電気生理学的に同定・ラベルした非錐体細胞の神経終末を電子顕微鏡で観察し、その連続超薄切片から立体像を再構築し解析した。FS細胞とDB細胞の神経終末のターゲットは細胞体、樹状突起とまれに棘突起であったが、MA細胞はより細い樹状突起と棘突起の頭部であった。また、上記三種類の非錐体細胞の神経終末が形成するシナプス結合部位の面積は、シナプスを受ける樹状突起・棘突起の太さに比例して増加したが、その割合に関しては、サブグループ間で異なっていた。以上のことから、これらのサブグループは、大脳皮質神経回路内で、おそらく機能的に異なる群であると考えられる。従って、シナプス後細胞への抑制作用は異なると推測される。

大脑皮层中的非锥体细胞根据其电生理特征可分为两组（FS（快速尖峰）细胞和非 FS 细胞）。根据形态特征，它们可以进一步分为亚组（双花束（DB）细胞、多缺口（MA）细胞等）。这些亚群还表达独特的神经化学物质。例如，FS细胞表达钙结合蛋白小白蛋白，DB细胞表达神经肽如血管活性肠多肽和促肾上腺皮质激素释放因子，MA细胞表达神经肽生长抑素。我使用电子显微镜观察了从大鼠额叶皮层切片中通过电生理学识别和标记的非锥体细胞的神经末梢，然后从连续超薄切片中重建和分析了三维图像。 FS和DB细胞的神经末梢目标是细胞体、树突和很少的棘突，而MA细胞的目标是较薄的树突和棘突头。此外，三类非锥体细胞的神经末梢形成的突触连接部位的面积与接受突触的树突和棘突的厚度成比例增加，但各亚组之间的比例有所不同。之间是不同的。基于上述，这些亚组可能是大脑皮层神经回路内功能不同的组。因此，推测对突触后细胞的抑制作用是不同的。