マウス嗅球の左右対称な二つの匂い分子受容体地図による匂い情報処理機構の解明

利用小鼠嗅球中两个对称的气味分子受体图阐明气味信息处理机制

• 批准号: 11J05606
• 负责人: 家城 直
• 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-11J05606/
• 关键词: 嗅球; 房飾細胞; medial/lateral map; juxtacellular labeling; 僧帽細胞; 嗅皮質; 軸索投射; in vivo電気生理; 匂い地図; 電気生理学

マウスの嗅細胞は、約千種もある匂い分子受容体のうち一種類だけを発現しており、嗅上皮の中て量複しない二つの領域内に散在して分布している。同一匂い分子受容体を発現する嗅細胞の軸索は、嗅上皮でそれぞれの領域ごとの嗅細胞どうし二手に分かれて収束し、一つの嗅球の中で左右対称に位置する二つの特定の糸球に投射する。それゆえ、嗅球には、左右対称に分布した二つの「匂い分子受容体地図」(medial mapと1ateral map)が存在する。この一つの嗅球内の二つの「匂い地図」が、片側がダメージを受けたときに補完するためにあるのか、それとも全く異なる二つの別々の匂い情報処理をするためのものなのか、については全く解明されていない。そこで、「同一匂い分子受容体を発現する嗅細胞から入力を受けるmedial-lateral mapの僧帽/房飾細胞では、匂い応答特性や嗅皮質への軸索投射パターンが異なっているのではないか」という仮説のもと、実験を行った。本年度は、2MB-acidという匂い分子に応答する嗅球背側部におけるlateral mapとmedial mapの房飾細胞の、嗅皮質への軸索投射の違いについて実験を行った。これまでに開発した手法を用いて、それぞれ単一ニューロンから匂い応答を記録し、記録した細胞に順行性トレーサーを電気的に注入し、嗅皮質での軸索分布を調べた。未だ予備的データではあるものの、2MB-acid応答房飾細胞においては、lateral mapとmedial mapのニューロンの軸索投射パターンは類似しており、前嗅核、嗅結節、前梨状皮質の隣接した領域にそれぞれ軸索投射する傾向がみられた。今後例数を増やすことにより、嗅球のmedia1,lateral mapの細胞から受ける情報の嗅皮質における統合についての知見を得て、嗅覚系における匂い情報処理メカニズムについての発展に大きく貢献する。

小鼠嗅觉细胞仅表达大约 1,000 种气味分子受体中的一种，并且以不同数量分散在嗅上皮的两个区域中。表达相同气味分子受体的嗅觉细胞的轴突分为两个分支，并在嗅上皮各区域的嗅觉细胞之间汇聚，并汇聚成对称位于一个嗅球内的两个特定小球。因此，嗅球中有两个对称分布的气味分子受体图（内侧图和外侧图）。目前还不清楚一个嗅球中的这两个“嗅觉图”是否是在一侧受损时进行补充，或者是否是针对两种完全不同的气味信息过程没有解释。因此，“内侧-外侧图中的二尖瓣/簇状细胞接收来自表达相同气味分子受体的嗅觉细胞的输入，可能具有不同的气味反应特征和嗅觉皮层的轴突投射模式。”我们进行了一项实验这个假设。今年，我们对嗅球背侧外侧图和内侧图的簇状细胞嗅皮层轴突投影的差异进行了实验，这些细胞对一种称为 2MB-酸的气味分子做出反应。使用迄今为止开发的方法，我们记录了每个神经元的气味反应，将顺行示踪剂电注入记录的细胞中，并研究了嗅觉皮层的轴突分布。尽管数据仍处于初步阶段，但在2MB酸反应簇状细胞中，外侧和内侧图中神经元的轴突投影模式相似，前嗅核、嗅结节和前梨状肌中神经元的轴突投影模式皮质相似，轴突有投射到每个区域的趋势。未来通过增加案例数量，我们将获得关于从媒介1中的细胞接收到的信息的整合、嗅觉皮层中嗅球的侧向图的知识，并将为嗅觉信息处理机制的发展做出巨大贡献在嗅觉系统中。

项目成果

Parallel mitral and tufted cell pathways route distinct odor information to different targets in the olfactory cortex.

• DOI: 10.1523/jneurosci.0154-12.2012
• 发表时间: 2012-06-06
• 期刊: The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience
• 作者: Igarashi KM;Ieki N;An M;Yamaguchi Y;Nagayama S;Kobayakawa K;Kobayakawa R;Tanifuji M;Sakano H;Chen WR;Mori K
• 通讯作者: Mori K

Mitral and tufted cells differ in concentration threshold and temporal profiles of odor response in the mouse olfactory bulb

二尖瓣细胞和簇状细胞在小鼠嗅球的浓度阈值和气味反应的时间分布上存在差异

• 发表时间: 2011
• 作者: 兵藤宏;永地健紀;住吉篤郎;曽我公平;佐藤庸平;寺内正巳;木村薫;家城直
• 通讯作者: 家城直