成熟ネコ一次視覚野でのNogo阻害による機能的、形態的な可塑性の回復

通过 Nogo 抑制恢复成年猫初级视觉皮层的功能和形态可塑性

基本信息

批准号：
10J06736
负责人：
米田泰輔
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tottori University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は成熟ネコ一次視覚野に対し、Lysolecithin投与を複数箇所で行い、効果範囲の拡大を試みた。約2mm四方の範囲に計3μlのlysolecithinを投与し2週間後の記録を行ったが、損傷が激しく視覚反応の記録と機能コラム構造の観察を行うことは困難であった。前年度に確立した、浸透圧ミニポンプによる投与法では、再現良く成熟ネコに眼優位可塑性を再誘発することができた。しかし、可塑性誘発範囲は薬液投与カニューレから約1mmの範囲に限局されており、その範囲内では視覚刺激に反応するニューロンはわずかであった。よって、本研究で用いたlysolecithinによる可塑性の再誘発には、組織の脆弱化と効果範囲の狭さという、臨床応用を目指す際の問題点が存在することが明らかになった。一方、幼弱期動物の可塑性を制御している分子メカニズムとして、内因性カンナビノイドシステムに注目し数々の知見を得た。カンナビノイド受容体であるCB1は一次視覚野においては主に抑制神経終末に存在し、生後発達、視覚経験依存的に発現が調節されることが明らかになった。また、一次視覚野深部層のCB1シナプス局在は視覚経験の変化に強く感受的であることが示唆された。内因性カンナビノイドの一つである2-AG合成酵素、DGL-αは、CB1同様に視覚入力、発達依存的に制御され、眼優位可塑性の感受性期周辺をピークとする発現プロファイルを示した。DGLの薬理学的な阻害とDGL-α,βそれぞれのサブタイプ欠損マウスを用いた研究により、DGL-αが眼優位可塑性に寄与する分子であることが明らかになった。興味深いことに、CB1とDGL-α間には視覚皮質の領野、層、シナプスレベルでの分布と局在のミスマッチが観察された。

今年，我们尝试通过在成年猫初级视觉皮层的多个位置施用溶血卵磷脂来扩大效果范围。总共向约2平方毫米的区域施用3μl溶血卵磷脂，2周后进行记录，但损伤严重，难以记录视觉反应和观察功能柱结构。使用去年建立的渗透微型泵的给药方法，我们能够以良好的重现性重新诱导成年猫的眼部优势可塑性。然而，可塑性诱导的范围仅限于距药物注射插管约1毫米，在此范围内，只有少数神经元对视觉刺激做出反应。因此，很明显，本研究中使用的溶血卵磷脂再诱导可塑性在临床应用中存在组织弱化和有效性范围狭窄等问题。另一方面，我们关注内源性大麻素系统作为控制幼年动物可塑性的分子机制，并获得了许多发现。研究表明，大麻素受体CB1主要存在于初级视觉皮层的抑制性神经末梢，其表达在出生后以发育和视觉经验依赖性方式受到调节。此外，初级视觉皮层深层的 CB1 突触定位对视觉体验的变化高度敏感。 2-AG 合酶 DGL-α 是一种内源性大麻素，与 CB1 类似，以视觉输入和发育依赖性方式进行调节，并表现出在眼优势可塑性敏感期周围达到峰值的表达谱。 DGL 的药理学抑制以及使用缺乏 DGL-α 和 β 亚型的小鼠的研究表明，DGL-α 是一种有助于眼优势可塑性的分子。有趣的是，在视觉皮层区域、层和突触水平观察到 CB1 和 DGL-α 之间的分布和定位不匹配。