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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。

This study aims to explore how to utilize the characteristics of the somatic sensory field circuit in the formation of the cell cycle in the fourth layer (L4) of the cortex, and how to determine the cell cycle during the postnatal development of each neuron. In 2022, the distribution of L4 cells was analyzed and quantified by two-photon microscopy. The spatial distribution of cortical L4 neurons was coordinated during the development period of the cortex at 3 days after birth (P3) and at 4 days and 24 time intervals. In the past year, the coordinates of L4 cells in each cell were corrected by cell position correction method. It is important to understand the selection process of the coordinate system, the distance of the movement, and the quantitative analysis of the orientation of the L4 cells near the boundary line. The possibility of domain-specific cell death formation in L4 neurons is examined. The frequency of cell death during the period of P3 and P6 was analyzed. From the second week after birth, the distribution of dead cells in the cortex and the distribution of dead cells were studied by immunohistochemical staining.