神経細胞のin vivo長期動態追跡による大脳皮質モジュール構築機構の解明

通过追踪体内神经元长期动态阐明大脑皮质模块构建机制

基本信息

批准号：
21K15199
负责人：
中川直樹
金额：
$ 3万
依托单位：
National Institute of Genetics
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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

项目摘要

本研究では、大脳皮質第4層（L4）神経細胞がモジュール（単位回路）ごとにクラスターを形成するマウス体性感覚野バレル回路の特長を利用して、個々の神経細胞が生後発達期に所属すべきモジュールを決定する過程を“細胞の動き”から読み解くことを目指す。2022年度は、前年度に引き続き、二光子顕微鏡を用いたin vivoイメージングで取得したL4神経細胞の分布データを解析し、生後発達期における基本的な細胞移動パラメータを定量化することを目標とした。バレル形成期にあたる生後3日齢（P3）からP6までの足掛け4日間、24時間間隔でイメージングを行い、バレル皮質L4神経細胞の空間分布を座標化した。前年度までに開発した、バレル形成に寄与する能動的な細胞移動成分を抽出するための細胞位置補正法を用いて、各タイムポイントのL4神経細胞の座標を補正した。この座標化データをもとに、所属モジュールの選択過程を理解する上で重要と考えられる、各バレルの境界線付近のL4神経細胞に着目して、移動の距離や方向性の定量解析を進めた。これに加えて、細胞移動とは別の観点として、L4神経細胞の領域特異的な細胞死がバレル形成に関与する可能性が考えられるため、その検証を行った。上記のin vivo動態追跡イメージングのデータを利用して、P3からP6までの期間で細胞死の頻度を解析した。さらに、出生直後から第２週目までのバレル皮質における細胞死の経時変化および死細胞の分布について、アポトーシスマーカーを用いた免疫組織染色によって検討を行った。

在这项研究中，我们旨在利用小鼠体感面积枪管电路的特征，其中每个模块（单位电路）的脑皮质形成簇的第4层（L4）神经元，并解释了确定单个神经元在“细胞运动”后发育阶段中应属于的模块应属于的模块的过程。在2022年，目标是通过使用两光子显微镜在体内成像中获得的L4神经元的分布数据，并通过上一年来量化产后发育阶段的基本细胞迁移参数。从3天大（P3）到P6的24小时间隔进行成像，在4天处于枪管形成阶段，以协调枪管皮质L4神经元的空间分布。使用直到上一年开发的细胞位置校正方法来校正每个时间点的L4神经元的坐标，以提取有助于枪管形成的主动细胞迁移成分。基于此协调数据，我们对运动的距离和方向进行了定量分析，重点是每个枪管边界线附近的L4神经元，这对于理解所涉及的模块的选择过程很重要。此外，我们进行了验证，因为L4神经元的特定区域细胞死亡可能与细胞迁移不同。使用上述体内动力学跟踪成像数据，分析了从P3到P6的细胞死亡频率。此外，通过使用凋亡标记物进行了免疫组织化学染色，研究了细胞死亡的时间病程和枪管皮层中死细胞的分布。