統合失調症における認知機能障害への歯状回苔状細胞の関与

齿状陀螺苔藓细胞参与精神分裂症认知功能障碍

基本信息

批准号：
18J14574
负责人：
大内彩子
金额：
$ 1.22万
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：
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

项目摘要

自身の研究成果より、海馬急性スライス標本において苔状細胞の神経活動がsharp wave(以下、SW)の活動を反映することを示し、苔状細胞が統合失調症による神経伝達異常のメカニズムに寄与すると仮説を立てて研究を進めてきた。前年度には、スライス標本における結果を裏付けるため、マウスの海馬からSWを記録し、同時に苔状細胞からのin vivoパッチクランプ記録法を確立した。In vivoパッチクランプ記録により得られる波形はスライス標本における記録とは異なり、様々な領域からの入力が複雑に混ざるため、SW発生時における正味のシナプス入力を測定することは容易ではなかった。そこで本研究では、畳み込みニューラルネットワークを用いてin vivoの膜電位波形を学習させたモデルから、SW発生時の膜電位変化の定量を行うことで従来の課題を解決した。その結果、生体動物においてもSWの活動が苔状細胞の神経活動に反映されることを示した。さらに本研究では海馬から苔状細胞へのSWの閾値下における情報動態を明らかにしたいと考え、スライス標本において、海馬からSWの記録と同時に、最大5つの苔状細胞からの多重パッチクランプ記録の同時記録法を確立した。その結果、周波数成分の強さの分布を指標にして分類したSWと、SWに伴って生じる苔状細胞の膜電位変化の組合せは対応付けできることが明らかになった。すなわち、SWの情報から苔状細胞の膜電位変化の組合せを予測することが可能であることを示した。加えて、5つの苔状細胞から同時に膜電位を記録した結果、同時に記録する細胞数が増えるほど、予測の精度が向上することを示した。以上の結果から、苔状細胞がSWの活動を集団単位で符号化することを明らかにした。

根据我自己的研究结果，我表明苔藓细胞的神经活性反映了急性海马切片标本中尖锐波的活性（以下称为SW），并且一直在研究苔藓细胞的假设，即苔藓细胞有助于神经剥离的机制，导致了由精神分裂症引起的神经频率的机制。在上一年，为了支持切成薄片的样品的结果，从小鼠的海马记录了SWS，并同时从苔藓细胞中建立了一种体内斑块夹夹方法。与切片标本中的记录不同，体内贴片夹记录获得的波形与切片样品中的波形不同，并且由于来自各个区域的输入很复杂，因此在SW发生期间测量净突触输入并不容易。因此，在这项研究中，我们通过量化卷积神经网络训练体内膜电位波形的模型时，通过量化膜电位的变化来解决常规问题。结果，表明SW活性也反映在活动物中苔藓细胞的神经活性中。此外，在这项研究中，我们希望阐明在从海马到苔藓细胞的SW阈值下的信息动态，并建立了一种同时记录方法，用于从切成薄片的标本中从最高五个苔藓细胞记录的多个贴片夹记录，以及Hippocampus的SW记录。结果，据揭示了使用频率成分的强度分布作为指数进行了分类的SW的组合，并且可以将与SW发生的苔藓细胞的膜电位变化相关。也就是说，可以证明可以预测SW信息中苔藓细胞膜电位变化的组合。此外，从五个苔藓细胞同时记录了膜电位，并且表明同时记录的细胞越多，预测的预测就越准确。以上结果表明，苔藓细胞根据人群编码SW活性。