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Signal transduction and motor control regulated through by direct and indirect pathways in the basal ganglia to the thalamus

信号转导和运动控制通过基底神经节到丘脑的直接和间接途径调节

基本信息

批准号：
21K07257
负责人：
佐野裕美
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Fujita Health University (2022)National Institute for Physiological Sciences (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K07257/
关键词：
大脳基底核随意運動線条体パーキンソン病視床

项目摘要

大脳基底核は複数の神経核から成る脳領域であり、随意運動の制御に重要な役割を果たしている。線条体は大脳基底核を構成する脳領域の一つであり、ドパミンD1受容体あるいはD2受容体を発現するGABA作動性の二種類の投射ニューロンが存在する。一つは黒質網様部へ投射する線条体黒質投射ニューロン（直接路）であり、もう一つは淡蒼球外節、視床下核を介して黒質網様部へ投射する線条体－淡蒼球投射ニューロン（間接路）である。黒質網様部は直接路と間接路からの情報を受け取り、視床へとその情報を送る。これまでの研究から直接路は黒質網様部に対して抑制を引き起こし、間接路は黒質網様部に対して遅い興奮を引き起こすと考えられてきた。今年度は間接路を介する情報が黒質路や視床にどのように伝わるのかを解明するため、線条体－淡蒼球投射ニューロン（間接路）に光駆動性イオンチャネルであるチャネルロドプシン（channelrhodopsin-2, ChR2）を発現する遺伝子組換えマウスを利用して実験を行った。線条体－淡蒼球投射ニューロンの興奮を誘導するため線条体に微小光ファイバーを刺入し、黒質網様部あるいは視床に記録電極を刺入し、線条体の光刺激に対する応答を細胞外単一ユニット記録により記録した。光刺激に対して黒質網様部では興奮が認められ、視床では弱いが抑制が認められた。さらに、この遺伝子組換えマウスの脳内に薬剤を注入することによりパーキンソン病モデルマウスを作製し、同様の実験を行った。黒質網様部では光刺激に対して興奮が認められ、視床でも弱いものの抑制が認められた。この黒質網様部での興奮や視床での抑制は間接路を介するものであると考えられ、正常マウスとパーキンソン病モデルマウスでの応答に違いがあるのかどうか、詳細な比較解析を行う必要がある。

The basal ganglia of the brain is the most important part of the control of voluntary movement. The linear body is composed of a large basal nucleus and a domain of D1 receptor and D2 receptor. Two types of projections of GABA activity exist. A projection of the black network part is a linear body black projection (direct path). A projection of the black network part is a linear body-light sphere projection (indirect path). The black material network part receives and receives information from direct and indirect paths, and transmits information from visual and physical paths. This study focuses on the direct path of the black material network, the indirect path of the black material network, and the excitation of the black material network. This year's indirect path information is transmitted to the black path and the viewing bed, and the line-sphere projection is transmitted to the optical dynamic path (channelrhodopsin-2, ChR2). The excitation induced by the line-like sphere projection, the penetration of tiny light rays into the line-like sphere, the penetration of the black net, the penetration of recording electrodes into the line-like sphere, and the response to light stimulation of the line-like sphere to extracellular recording. The light stimulates the black material network to be excited, but the visual bed is weak to be inhibited. In addition to the above, the following sub-groups are also included: The black net part is excited by light stimulation, and the visual bed is weak. The excitation and suppression of the negative path in the black network are discussed in detail.