大脳皮質味覚野における局所神経回路の動作原理解明

阐明大脑皮层味觉皮层局部神经回路的工作原理

• 批准号: 20K06926
• 负责人: 豊田 博紀
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K06926/
• 关键词: 島皮質; 神経回路; ニコチン受容体; 錐体細胞; シナプス長期増強; シナプス長期抑制; GABA; 味覚; アセチルコリン; シナプス; 興奮性シナプス伝達; ニコチン; シナプス伝達; GABAニューロン; EPSC; IPSC; 局所神経回路; 情報処理

本研究では、島皮質局所神経回路の動作機構や味覚受容において、ニコチン性アセチルコリン受容体がどのような役割を果たしているかを検討することにより、島皮質における味覚情報処理の神経メカニズムを明らかにすることを目的としている。本年度は、マウス島皮質ニューロンのシナプス可塑性（長期増強・長期抑制）が、ニコチン受容体の活性化によりどのように修飾されるかを検討した。特に、これまでの研究により、興奮性および抑制性シナプス伝達が層特異的に調節を受けることが明らかになったため、シナプス可塑性においても層特異的な制御が生じるかどうかを検討した。島皮質第III層および第V層錐体細胞で誘導されるシナプス長期増強は、ニコチン受容体の活性化により抑制された。ニコチン受容体の活性化によるシナプス長期増強抑制効果は、GABAA受容体の拮抗薬であるbicucullineやpicrotoxinおよびDHβEにより抑制された。一方、第VI層錐体細胞で誘導されるシナプス長期増強は、ニコチン受容体の活性化により促進された。ニコチン受容体の活性化によるシナプス長期増強促進効果は、DHβEにより抑制された。これまでの結果と合わせると、島皮質第III層および第V層錐体細胞において誘導されるシナプス長期増強は、非fast-spiking細胞に発現しているα4β2型ニコチン受容体を介したGABA作動性シナプス伝達の増大により、抑制される可能性が示唆された。島皮質第VI層錐体細胞において誘導されるシナプス長期増強は、第VI層錐体細胞に発現しているα4β2型ニコチン受容体を介して促進される可能性が示唆された。

This study is aimed to investigate the mechanism of sensory information processing in the insular cortex and the sensory receptor. This year, the plasticity (long-term enhancement and long-term inhibition) of the cortex and the activation of the cortex receptor were studied. In particular, the study of excitatory and inhibitory factors to achieve layer-specific regulation, such as light and light, plasticity, layer-specific regulation, and so on. The pyramidal cells in layer III and layer V of the insular cortex were induced to increase and the receptor activation was inhibited. The long-term enhancement of the activity of the receptor is inhibited by the antagonist of GABAA receptor, piculotoxin and DHβE. In the first and sixth layers, pyramidal cells were induced to increase their activity for a long time, and their receptor activity was promoted. The activation of the receptor is promoted by the long-term enhancement of DHβE The results showed that the long term enhancement of α4β2-type receptor in pyramidal cells from layer III to layer V of insular cortex was induced, and the possibility of inhibition of GABA activation was demonstrated in non-fast spiking cells. The possibility of induction and enhancement of α4β2-type receptor in pyramidal cells of layer VI of insular cortex was suggested.

项目成果

島皮質局所神経回路の活動制御におけるニコチン性アセチルコリン受容体の役割

烟碱乙酰胆碱受体在控制岛叶皮质局部神经回路活动中的作用

• 发表时间: 2022
• 作者: 上田壮志;宮崎峻弘;坂本航太郎;日野英逸;柳沢正史;豊田博紀
• 通讯作者: 豊田博紀

マウス大脳皮質ニューロンおいて虚血により誘導される急速脱分極のメカニズム

缺血诱导小鼠大脑皮层神经元快速去极化的机制

• 发表时间: 2021
• 作者: 豊田博紀;河野奨;佐藤元;加藤隆史
• 通讯作者: 加藤隆史

SeoulNationalUniversity(韓国)

首尔国立大学（韩国）

Synaptic and Genetic Bases of Impaired Motor Learning Associated with Modified Experience-Dependent Cortical Plasticity in Heterozygous <i>Reeler</i> Mutants

杂合子 <i>Reeler</i> 突变体中与改进的经验依赖性皮质可塑性相关的运动学习受损的突触和遗传基础

• DOI: 10.1093/cercor/bhab227
• 发表时间: 2021
• 期刊: Cerebral Cortex
• 影响因子: 3.7
• 作者: Nishibe Mariko;Toyoda Hiroki;Hiraga Shin-ichiro;Yamashita Toshihide;Katsuyama Yu
• 通讯作者: Katsuyama Yu

発達期大脳皮質体性感覚野ニューロンにおいて間歇的低酸素負荷がシナプス活動に与える影響

间歇性缺氧对发育中大脑皮层体感皮层神经元突触活动的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: 豊田博紀;早田敦子;片桐綾乃，山田雅治，田熊一敞，加藤隆史
• 通讯作者: 片桐綾乃，山田雅治，田熊一敞，加藤隆史