Functional connectomics analysis of synaptic transmission using optogenetics

使用光遗传学进行突触传递的功能连接组学分析

• 批准号: 23650208
• 负责人: KATO Fusao
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Jikei University School of Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23650208/
• 关键词: 光脳科学; 神経回路; 光遺伝学; 脳; 扁桃体; 腕傍核; シナプス; チャネルロドプシン; シナプス伝達; 脳スライス; 神経投射; アデノ随伴ウィルス; feed-forward inhibition; 機能コネクトミクス; 神経科学; コネクトミクス; 機能的コネクトーム; 逆行性標識

The aim was to develop a method applicable to slice-based analysis of synaptic transmission using optogenetics that can determine the origin of fibers being stimulated. Five to eight weeks after transfecting adeno-associated virus vectors for ChR2 expression into the lateral parabrachial nucleus (LPB) in the dorsal pons of rats, blue light pulses robustly triggered CNQX-sensitive EPSCs in the neurons in the capsular part of the central amygdala recorded in acute slices of distinct angles (coronal and horizontal). These light-evoked EPSCs (leEPSCs) were blocked by TTX but re-appeared by addition of 4-AP, suggesting monosynaptic innervation, and was followed by a large and long-lasting IPSC, indicative of the presence of polysynaptic feed-forward inhibition. This "functional connectomics" technique has advantages in identifying the synaptic properties of long-distance connections, which has been otherwise almost impossible in the conventional electrophysiology setups.

目的是开发一种适用于利用光遗传学对突触传递进行切片分析的方法，该方法可以确定受到刺激的纤维的起源。将表达 ChR2 的腺相关病毒载体转染至大鼠脑桥背侧臂旁核 (LPB) 后 5 至 8 周，蓝光脉冲强烈触发中央杏仁核囊部神经元中的 CNQX 敏感 EPSC不同角度（冠状和水平）的锐利切片。这些光诱发 EPSC (leEPSC) 被 TTX 阻断，但通过添加 4-AP 重新出现，表明存在单突触神经支配，随后出现大量且持久的 IPSC，表明存在多突触前馈抑制。这种“功能连接组学”技术在识别长距离连接的突触特性方面具有优势，这在传统的电生理学设置中几乎是不可能的。

项目成果

Bilateral potentiation of parabrachial, but not basolateral amygdala inputs, to central capsular amygdala neurons in neuropathic diabetic mice,

神经病性糖尿病小鼠中臂旁杏仁核输入对中央杏仁核囊神经元的双边增强，但不是基底外侧杏仁核输入，

• 发表时间: 2012
• 作者: Ochiai Y;Takahashi Y;Asato M;Watabe AM Ohsawa M;Kamei J;Kato F
• 通讯作者: Kato F

侵害受容情報と痛み情動記憶を結ぶ腕傍核

臂旁核连接伤害性信息和疼痛情绪记忆

• 发表时间: 2014
• 作者: Adachi N;Numakawa T;Kumamaru E;Itami C;Chiba S;Iijima Y;Richards M;Katoh-Semba R;Kunugi H.;加藤総夫
• 通讯作者: 加藤総夫

痛みと情動、特に慢性痛による扁桃体ネットワークのシナプス可塑性に関する研究

疼痛和情绪，特别是慢性疼痛引起的杏仁核网络突触可塑性的研究

, Selective potentiation of the parabrachial-amygdaloid synaptic transmission in the streptozotocin model of diabetes melitus in the mice

, 小鼠糖尿病链脲佐菌素模型中臂旁杏仁核突触传递的选择性增强

• 发表时间: 2012
• 作者: Ochiai T;Takahashi Y;Asato M;Watabe AM;Ohsawa M;Kamei J;Kato F
• 通讯作者: Kato F

侵害受容扁桃体における腕傍核‐扁桃体路の光活性化

伤害性杏仁核中臂旁核-杏仁核通路的光激活

• 发表时间: 2013
• 作者: 杉村弥恵;高橋由香里;渡部文子;加藤総夫
• 通讯作者: 加藤総夫