先端的神経ネットワーク解析手法による大脳皮質―大脳基底核ループの構築様式の解明

使用先进的神经网络分析方法阐明大脑皮层基底神经节环的结构

• 批准号: 18J14147
• 负责人: 田辺 創思
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J14147/
• 关键词: 狂犬病ウイルスベクター; アデノ随伴ウイルスベクター; 大脳基底核; 逆行性越シナプス的トレーシング; 霊長類; 運動前野; ウイルスベクター; 狂犬病ウイルスベクター; アデノ随伴ウイルスベクター; 大脳基底核; 逆行性越シナプス的トレーシング; 霊長類; 運動前野; ウイルスベクター

本研究は、逆行性越シナプストレーサーである狂犬病ウイルス（RV）ベクターと、順行性トレーサーであるアデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターを利用した双方向性多重蛍光トレーシング手法を確立し、大脳皮質―大脳基底核ループ回路の入出力様式を明らかにすることを目的とする。前年度は、ラットの皮質脊髄路を短期間（注入後３日から一週間程度）で十分に可視化できるAAVベクターを特定した。そこで本年度は、マカクザルの運動前野の背側部と内側部（PMd/PMv）に線条体における順行性の軸索ラベルと逆行性の細胞ラベルが同時にあられるか調べた。その結果、注入後の生存期間が３日の場合、RVベクターによる逆行性細胞ラベルが線条体で観察されるのに対し、AAVベクターによる順行性軸索ラベルは見られなかった。この結果から、AAVベクターがマカクザルの皮質線条体路において十分な順行性軸索ラベルを得るためには、生存期間が３日では不十分であることが分かった。当該AAVベクターは生存期間が一週間でマカクザルの皮質線条体路において順行性軸索ラベルを得るのに十分であるため、双方向性多重蛍光トレーシングが実現可能には、より感染伝播速度の遅いRVベクターが必要であることが明らかになった。この検討実験では、AAVベクターによる順行性軸索ラベルは得られなかった一方で、RVベクターによる大脳基底核内の逆行性細胞ラベルは得ることができた。そこで、これらの細胞ラベルの分布様式を解析し、大脳基底核内の各核からPMd/PMvへの出力様式を調べるために、逆行性越シナプス的二重トレーシングを実施した。大脳基底核における細胞ラベルの分布様式を解析した結果、線条体あるいは視床下核・淡蒼球外節を介して淡蒼球内節から２つの皮質領野に出力する細胞の分布様式に違いがあることが明らかになった。

这项研究旨在使用狂犬病病毒（RV）载体，逆行过度突触示踪剂和与腺相关的病毒（AAV）载体建立双向多荧光示踪技术，以澄清大脑皮质层神经节poctire的输入/输出模式。在上一年，可以在短时间内（注射后大约3天到1周）充分可视化大鼠皮质脊髓段的AAV载体。因此，今年我们研究了纹状体中的顺行轴突和逆行细胞标签是否同时存在于猕猴的前后部分和内侧部分（PMD/PMV）。结果，当注射后的生存期为3天时，在纹状体中观察到具有RV载体的逆行细胞标记，而未观察到具有AAV载体的顺行轴突标签。这些结果表明，3天的生存不足，AAV载体在猕猴的皮质纹状体层中获得足够的顺行轴突标记。 AAV载体足以在猕猴的皮质纹状体层中获得一周生存期的顺行轴突标记，这表明双向多路复用荧光痕迹需要较慢的感染率的RV载体，这是可行的。在这项研究中，没有获得带有AAV载体的轴突标签，但是获得了带有RV载体的基底神经节中的逆行细胞标记。因此，我们分析了这些细胞标签的分布模式，并进行了逆行过度突触双重追踪，以研究基底神经节内每个核的输出模式到PMD/PMV。对基底神经节中细胞标签的分布的分析表明，通过纹状体或丘脑下核和外allid虫结节，从铝内淋巴结到两个皮质场的细胞分布有所不同。