大脳皮質の錐体細胞間抑制性結合の機能的役割

大脑皮层锥体细胞之间抑制连接的功能作用

基本信息

批准号：
21300119
负责人：
吉村由美子
金额：
$ 12.06万
依托单位：
National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでに我々は、大脳皮質視覚野2/3層錐体細胞間の神経結合を解析し、錐体細胞の軸索が抑制性細胞の細胞体を介さずに、抑制性細胞の軸索終末を直接活性化し、伝達物質を放出させるという全く新しいタイプの抑制性神経回路を見出した。本年度は、錐体細胞間抑制性伝達を仲介する抑制性終末の起始ニューロンのサブタイプの同定を行った。ラットの大脳皮質視覚野から切片標本を作製し、2/3層錐体細胞からホールセル記録法を用いて錐体細胞間抑制性反応を記録した。錐体細胞間抑制が錐体細胞の細胞体に入力しているかを調べるために、カイニン酸受容体遮断薬を封入したピペットを用いて、局所的な遮断薬投与を行った。細胞体近傍にカイニン酸受容体を投与すると、錐体細胞間抑制は著しく減弱した。従って、この抑制性反応には錐体細胞の細胞体周辺にある抑制性シナプスが関与していると考えられる。細胞体に抑制性入力するのは、パルブアルブミンまたはCCKを発現している2種類の抑制性ニューロンサブタイプが報告されている。抗パルブアルブミン抗体または抗CCK抗体を用いて抑制性神経終末を、抗VgluT1抗体を用いて興奮性神経終末を染色し、抑制性反応を担うシナプスを可視化したところ、どちらの抑制性ニューロンタイプの終末にも興奮性シナプス終末が隣接している染色像が多く観察された。以上の結果は両方の抑制性ニューロンサブタイプが錐体細胞間抑制性反応を担うことを示唆する。

至此，我们分析了大脑皮层视觉皮层第2层和第3层锥体细胞之间的神经联系，发现锥体细胞的轴突与抑制细胞的轴突末端相连，而不经过抑制细胞的细胞体。我们发现了一种全新的抑制性神经回路，可以直接激活和释放递质。今年，我们确定了产生抑制性末端的神经元亚型，这些抑制性末端介导锥体神经元之间的抑制性传递。从大鼠大脑皮层的视觉皮层制备切片，并使用全细胞记录从2/3层锥体神经元记录锥体神经元之间的抑制反应。为了研究锥体间细胞抑制是否输入到锥体神经元的体细胞，我们使用含有红藻氨酸受体阻断剂的移液器对阻断剂进行局部给药。当在细胞体附近施用红藻氨酸受体时，锥体细胞间抑制显着减弱。因此，人们认为锥体神经元细胞体周围的抑制性突触参与了这种抑制反应。据报道，表达小白蛋白或 CCK 的抑制性神经元的两种亚型可为细胞体提供抑制性输入。当我们用抗小白蛋白抗体或抗 CCK 抗体对抑制性神经末梢进行染色，并用抗 VgluT1 抗体对兴奋性神经末梢进行染色以可视化负责抑制反应的突触时，我们发现两种抑制性神经元类型的末端都被染色。还观察到兴奋性突触末端彼此相邻。这些结果表明两种抑制性神经元亚型均负责锥体间抑制反应。