哺乳類大脳新皮質に見出した新規局所軸索投射パターンの領野間多様性とその機能的意義

哺乳动物新皮质中发现的新型局部轴突投影模式的区域间多样性及其功能意义

• 批准号: 11J04272
• 负责人: 瀬原 慧祐
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J04272/
• 关键词: 体性感覚野; 2/3層神経細胞; 軸索投射

大脳皮質内に存在する神経回路構築の共通性および多様性の解明は、大脳皮質を機能的に理解する上で重要な研究課題である。従来の研究により、細胞構築などの多様性は明らかにされてきたが、皮質内局所回路における軸索構築の多様性という問題は、未だに解析が遅れている。本研究課題では、マウス一次体性感覚野(S1)に存在する皮質2/3層興奮性細胞由来軸索の持つ特徴的な局所軸索構築「バレルネット」に焦点を絞り、大脳皮質局所回路がもつ共通性および多様性の解析と、その機能的意義についての解析を行なった。当該年度では、前年度に見出した「対側バレルネット」が、従来の「(同側)バレルネット」と同様な形成過程を持つか検討した。子宮内電気穿孔法を用いてマウスあるいはラットS1の2/3層神経細胞にGFPを導入し、生後1～2週目の脳を用いてGFP標識された細胞体とは対側のS1を観察したところ、同側S1と対側S1との間で、4層のGFP陽性軸索の形成過程に特徴的な共通点および相違点が存在する事を見出した。即ち、「ネット」様軸索構築の形成タイミングが同側および対側のS1で共通であったのに対して、同側S1で「ネット」様軸索構築形成以前に観察される「非選択的軸索形成」の過程は対側S1には存在しなかった。さらに免疫組織化学を用いた解析から、同側皮質で特異的に観察された「非選択的軸索」の分布パターンが、放射グリアの分布によって規定されている可能性を見出した。以上の結果は、げっ歯類S1における2/3層由来軸索構築の形成過程には、皮質内局所軸索と交連性軸索との間で特筆すべき共通点および相違点が存在することを示唆しており、大脳皮質内神経回路パターンの理解に寄与すると考えられる。

阐明大脑皮层内神经回路结构的共性和多样性是从功能上理解大脑皮层的重要研究课题。尽管先前的研究揭示了细胞结构的多样性，但皮质内局部回路中轴突结构的多样性问题仍然知之甚少。在这个研究项目中，我们重点关注“桶状网”，这是一种特征性的局部轴突结构，源自小鼠初级体感皮层 (S1) 2/3 层兴奋性细胞的轴突，并重点研究了局部轴突结构。我们对这些基因的共性和多样性及其功能意义进行了分析。本财年，我们调查了上一年发现的“对侧桶网”是否具有与传统“（同侧）桶网”类似的形成过程。使用子宫内电穿孔将 GFP 引入小鼠或大鼠 S1 的 2/3 层神经元，并使用 1-2 周龄的大脑观察 GFP 标记细胞体对侧的 S1。同侧S1与对侧S1的四层GFP阳性轴突的形成过程存在特征性的异同。换句话说，虽然同侧和对侧S1中“网”状轴突结构形成的时间相同，但同侧S1中“网”状轴突结构形成之前观察到的“非选择”形成时间对侧 S1 不存在“自然轴突形成”的过程。此外，使用免疫组织化学的分析表明，在同侧皮层中特别观察到的“非选择性轴突”的分布模式可能是由放射状胶质细胞的分布决定的。上述结果表明，啮齿动物S1中皮质内局部轴突和连合轴突在2/3层衍生轴突的形成过程中存在显着的共性和差异，这表明这可能有助于理解大脑内的神经回路模式。皮质。