The Basic Architecture of the Neocortex Explored by the Synaptic Connection Rule of Cortical Inhibitory Neurons

皮质抑制神经元突触连接规律探索新皮质的基本结构

• 批准号: 21H02592
• 负责人: 日置 寛之
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Juntendo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02592/
• 关键词: 神経回路; シナプス結合則; 抑制性神経細胞; 大脳新皮質; マウス

本研究課題では、高次機能発現や各種神経・精神疾患と深い関連があるGABA細胞に注目し、普遍的な抑制性神経回路と特異的な抑制性神経回路を抽出し、ネットワーク構造という観点から大脳新皮質の均一性と不均一性を統べる新規コンセプトを確立することを目的としている。令和4年度は以下の課題に取り組んだ。(1) S1におけるSOM発現細胞への各種シナプス入力解析：SOM発現細胞に対する各種シナプス入力を明らかにし、S1におけるGABA細胞ネットワーク構造の全貌をシナプスレベルの解像度で同定する解析法のパイプラインを策定した。S1において、SOM発現細胞に対するシナプス入力を解析したところ、部位特異性があることが判明した。さらに特徴的なシナプス結合パターンを見出しており、生理学的な手法を用いてシナプス結合様式の意義を探る実験系の開発に着手している。(2) M1におけるSOM発現細胞への各種シナプス入力解析：M1におけるシナプス結合解析も着手したが、より効率的な解析法の確立に努めたい。(3) M1 PV発現細胞への各種シナプス入力解析：2021年度までに、皮質からの興奮性入力、視床からの興奮性入力、皮質からの抑制性入力、さらに抑制性入力を細胞種別で解析した。S1とM1におけるシナプス入力パターンの相同性と相違性について新たな所見を見出しており、サンプルス数を増やして検証を進めているところである。なお、数理モデル構築についても引き続き取り組んでいく。

该研究主题的重点是与高级功能表达和各种神经和精神疾病密切相关的GABA细胞，旨在提取普遍的抑制性神经回路和特定的抑制性神经回路，并建立一个新颖的概念，该概念从网络结构的角度来看，既是脑结构的均质性和异质性。在2022年，我们解决了以下问题：（1）对S1中表达SOM的各种突触输入的分析：我们已经制定了分析方法的管道，该方法揭示了对SOM表达细胞的各种突触输入，并在突触级分辨率下识别S1中的整个GABA细胞网络结构。在S1中，分析了表达SOM的细胞的突触输入，并被发现是特定于位点的。他们发现了更独特的突触结合模式，并开始开发一种实验系统，该系统使用生理方法探讨了突触结合模式的重要性。 （2）对M1中表达SOMSTAMES的各种突触输入的分析：我们还开始分析M1中的突触结合，但我们希望努力建立更有效的分析方法。 （3）对表达M1 PV的各种突触输入的分析：到2021年，从皮质中的兴奋性输入，Thalamus的兴奋性输入，皮质的抑制输入以及来自皮质的抑制性输入，通过细胞类型分析了皮质的抑制输入。已经发现有关S1和M1中突触输入模式的同源性和差异的新发现，目前我们正在通过增加样品数量进行验证。此外，我们将继续研究数学模型构建。

项目成果

単一細胞解像度での高速・広視野2光子イメージングによる機能的ネットワーク特性の解明

使用具有单细胞分辨率的高速、宽视场双光子成像阐明功能网络特性

• 发表时间: 2021
• 作者: 太田桂輔;大石康博;池田宗樹;伊藤圭基;上森寛元;木村俊;小林憲太;黒岩義典;堀越 勝;松下純也;日置寛之;大倉正道;中井淳一;竹田晃人;大泉匡史;宮脇敦史;青西亨;大出孝博;尾藤晴彦;村山正宜
• 通讯作者: 村山正宜

アデノ随伴ウイルスベクターを用いた神経回路研究の基礎と応用

使用腺相关病毒载体进行神经回路研究的基础和应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 西村梨香;浦澤貴哉;小泉匠;川崎ナナ;日置寛之
• 通讯作者: 日置寛之

Loyola University of Chicago/Hines VA Hospital(米国)

芝加哥洛约拉大学/海因斯退伍军人医院（美国）

Local Connections of Pyramidal Neurons to Parvalbumin-Producing Interneurons in Motor-Associated Cortical Areas of Mice

小鼠运动相关皮层区域锥体神经元与产生小清蛋白的中间神经元的局部连接

• DOI: 10.1523/eneuro.0567-20.2021
• 发表时间: 2021
• 期刊: eneuro
• 影响因子: 3.4
• 作者: Kuramoto Eriko;Tanaka Yasuhiro R.;Hioki Hiroyuki;Goto Tetsuya;Kaneko Takeshi
• 通讯作者: Kaneko Takeshi

Fluorochromized tyramide-glucose oxidase as a multiplex fluorescent tyramide signal amplification system for histochemical analysis.

• DOI: 10.1038/s41598-022-19085-9
• 发表时间: 2022-09-12
• 期刊: SCIENTIFIC REPORTS
• 影响因子: 4.6
• 作者: Yamauchi, Kenta;Okamoto, Shinichiro;Ishida, Yoko;Konno, Kohtarou;Hoshino, Kisara;Furuta, Takahiro;Takahashi, Megumu;Koike, Masato;Isa, Kaoru;Watanabe, Masahiko;Isa, Tadashi;Hioki, Hiroyuki
• 通讯作者: Hioki, Hiroyuki