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Mechanisms of activity-dependent neural circuit formation in olfactory system

嗅觉系统活动依赖性神经回路形成机制

基本信息

批准号：
17J10856
负责人：
伊原尚樹
金额：
$ 1.79万
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：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17J10856/
关键词：
神経活動嗅覚系神経回路形成嗅覚

项目摘要

高等動物の神経回路は、神経活動を介した精緻化の過程を経て完成する。この活動に依存した回路形成を説明するモデルとしてヘブ則が知られているが、これはシナプス前細胞と後細胞との同期的活動に伴うシナプス結合の可塑的な変化を前提としている。しかし、嗅覚系における神経活動依存的な糸球体形成機構はシナプス形成前に起こる現象であり、シナプス後細胞が欠損した場合でも観察される。従って、嗅覚系の回路形成機構には既存のモデルが適用出来ず、異なる機構が存在すると考えられた。本研究では、マウス嗅覚系における神経活動依存的な神経回路の形成機構を解明すべく、嗅細胞における神経活動の記録および操作の実験に取り組んだ。実験の結果から、①個々の嗅細胞に発現する嗅覚受容体という情報は神経活動の自発発火パターンへと変換されること、②それぞれの神経活動パターンは異なる軸索選別分子の発現を誘導すること、③嗅覚受容体の種類という情報は神経活動パターンを介して分子発現を誘導し、それらの分子発現によって回路の精緻化が行われることを明らかにした。これらの研究成果は、権威ある国際誌Science誌に掲載され、国内外多くの研究者の注目を集めた。

In higher animals, the process of refinement of the neural circuit and neural activity is completed. This activity depends on the description of the circuit formation, and the premise of the plastic transformation of the cell before and after the activity. The phenomenon of cell formation before and after the formation of the neuroactivity-dependent spheroid is observed. The loop forming mechanism of the olfactory system is not applicable to the existing one, and the different mechanism is not applicable to the existing one. In this study, the mechanism of the formation of the neural circuit on which the olfactory system depends is analyzed, and the mechanism of the recording and operation of the olfactory cell is selected. The results include: (1) olfactory receptor expression,(2) induction of axonal molecule expression,(3) olfactory receptor type,(3) induction of molecular expression,(4) induction of information mediated by neuronal activity,(5) induction of molecular expression, and (6) induction of molecular expression. The molecular evolution of the system is refined. The results of this research have been published in the International Journal of Science and attracted the attention of many researchers at home and abroad.