大脳皮質興奮性－抑制性細胞間双方向性結合の発達と機能的意義

本研究では、大脳皮質一次視覚野におけるパルブアルブミン陽性のFast-spiking抑制性細胞（PV-FS細胞）と錐体細胞間のシナプス結合の発達過程を調べることと、発達過程のこれらのシナプス結合を操作することで発達により獲得されるシナプス結合の機能や特徴を見出すことを目的としている。令和４年度では下記の研究を行った。１）アデノ随伴ウイルスによるCre遺伝子の導入を細胞非特異的、錐体細胞特異的および抑制性細胞特異的なプロモーターを用いて行い、それぞれ細胞種特異的なNMDA受容体欠損マウスを得た。これらのマウスにおいて、PV-FS細胞－錐体細胞間のシナプス結合の解析を視覚野急性スライスでの同時ホールセル記録により行った。特定の細胞におけるNMDA受容体の欠損が、錐体細胞ーPV-FS細胞間結合における興奮・抑制バランスの調節に影響することを見出した。２）これまでの結果から、錐体細胞とPV-FS細胞が相互に影響し、両者間結合の興奮・抑制バランスを調節していることを示唆する結果が得られた。これを踏まえ、錐体細胞の活動を操作した場合、錐体細胞ーPV-FS細胞間結合にどのように影響するかを検討した。興奮性DREADD Gqタンパク質を錐体細胞特異的に発現させ、錐体細胞の活動を遺伝化学的に増加させたマウスにおいて、PV-FS細胞－錐体細胞間のシナプス結合解析を行った。錐体細胞の活動のかく乱は、PV-FS細胞－錐体細胞間結合における興奮・抑制バランスの調節に影響することを見出した。

本研究では、大脳皮質一次視覚野におけるパルブアルブミン陽性のFast-spiking抑制性細胞（PV-FS細胞）と錐体細胞間のシナプス結合の発達過程を調べることと、発達過程のこれらのシナプス結合を操作することで発達により獲得されるシナプス結合の機能や特徴を見出すことを目的としている。令和４年度では下記の研究を行った。１）アデノ随伴ウイルスによるCre遺伝子の導入を細胞非特異的、錐体細胞特異的および抑制性細胞特異的なプロモーターを用いて行い、それぞれ細胞種特異的なNMDA受容体欠損マウスを得た。これらのマウスにおいて、PV-FS細胞－錐体細胞間のシナプス結合の解析を視覚野急性スライスでの同時ホールセル記録により行った。特定の細胞におけるNMDA受容体の欠損が、錐体細胞ーPV-FS細胞間結合における興奮・抑制バランスの調節に影響することを見出した。２）これまでの結果から、錐体細胞とPV-FS細胞が相互に影響し、両者間結合の興奮・抑制バランスを調節していることを示唆する結果が得られた。これを踏まえ、錐体細胞の活動を操作した場合、錐体細胞ーPV-FS細胞間結合にどのように影響するかを検討した。興奮性DREADD Gqタンパク質を錐体細胞特異的に発現させ、錐体細胞の活動を遺伝化学的に増加させたマウスにおいて、PV-FS細胞－錐体細胞間のシナプス結合解析を行った。錐体細胞の活動のかく乱は、PV-FS細胞－錐体細胞間結合における興奮・抑制バランスの調節に影響することを見出した。