大脳皮質局所回路研究のプラットフォームとなるラットの作成とその解析

大鼠作为大脑皮层局部回路研究平台的创建和分析

• 批准号: 17650096
• 负责人: 川口 泰雄
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: National Institute for Physiological Sciences
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17650096/
• 关键词: GABA; transgenic rat; vesicular GABA transporter; bacterial artificial chromosome; cerebral cortex; parvalbumin; alpha-actinin-2; neurogliaform cell; 遺伝子改変ラット; 小胞型GABAトランスポーター; Bacterial artificial chromosome; 大脳皮質; パルブアルレブミン; ソマトスタチン; アクチニン

多様な大脳皮質GABA作働性ニューロンの構成・シナプス結合ルールに関して統一的な理解を進めるために、どのGABA細胞からも容易に生理的記録ができるモデル動物の開発を目指してきた。これまでに、vesicular GABA transporter遺伝子を含むbacterial artificial chromosomeを使って、黄緑色の蛍光蛋白質VenusでGABA細胞が選択的に標識されたWistarラット(VGAT-Venus rat)を作成した。これまでに、このラットの大脳皮質で蛍光免疫組織化学を用いて、GABA細胞サブタイプの同定に使われている6種類の化学的マーカーの発現を確認するとともに、GABA細胞での化学的サブタイプの定量的構成を明らかにした。今年度は、Venus陽性皮質ニューロンの生理的性質のサブタイプごとの分化を確認するとともに、分子発現との相関や化学的サブタイプの中での多様性について検討した。これまでに特異的発現する分子が知られていない新皮質ニューログリアフォーム細胞について、late-spiking patternの発火様式を確認する同時に、化学的マーカーとの関係を検索したところ、アクチン結合蛋白質であるalpha-actinin-2を選択的に発現していることがわかった。多様な形態のGABA細胞を直視下で同定できるVGAT-Venus ratの利点を活かして、parvalbuminを発現するfast spiking cell(FS細胞)の多様性を検討した。その結果、FS細胞の大きさは多様であり、細胞体が大きいものほど樹状突起の垂直方向への伸長が大きいことがわかった。一方、電気的性質や水平方向への樹状突起の拡がりには差はあまりみられなかった。これらにより、VGAT-Venus ratのGABA作働性ニューロンや大脳皮質回路解析における有用性を示すことができた。

Multiple cortical GABA cells are involved in the development of a unified understanding of GABA cells, which is easy to record physiologically. The VGAT-Venus rat is a green and yellow fluorescent protein that contains bacterial artificial chromosome. The results showed that the expression of 6 kinds of chemical proteins in the cortex was confirmed by immunohistochemical staining, and the quantitative composition of GABA cells in the cortex was determined. This year, Venus positive cortex and its physiological properties, differentiation, molecular evolution and related chemical diversity are discussed. The molecular discovery of these specific proteins is based on the identification of the molecular and chemical pathways involved in the development of alpha-actin-2 binding proteins in neocortical cells. The diversity of VGAT-Venus rat's fast spiking cells (FS cells) was investigated under direct vision. As a result, FS cells grow in a variety of ways, cell bodies grow in a variety of ways, and dendrites grow in a variety of ways. The nature of a square and electric field and the tree protrusions in the horizontal direction are different. VGAT-Venus rat's GABA activity was detected by analyzing the large cortical circuits.

项目成果

Dendritic branch typing and spine expression patterns in cortical nonpyramidal cells

• DOI: 10.1093/cercor/bhj015
• 发表时间: 2006-05-01
• 期刊: CEREBRAL CORTEX
• 影响因子: 3.7
• 作者: Kawaguchi, Y;Karube, F;Kubota, Y
• 通讯作者: Kubota, Y

皮質局所神経回路における興奮・抑制結合の多様性

皮质局部神经回路兴奋/抑制连接的多样性

• 发表时间: 2007
• 作者: Kawaguchi Y;Karabe F;Kubota Y;川口 泰雄;川口 泰雄
• 通讯作者: 川口 泰雄

Heterogeneity of phasic cholinergic signalling in neocortical neurons

新皮质神经元阶段性胆碱能信号的异质性

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Neurophysiology 97
• 作者: Pang Y-W;Li J-L;Nakamura Ko;Wu S;Kaneko T;Mizuno N;Martin-Ibanez R et al.;Yoshiyuki Kubota;Allan T. Gulledge
• 通讯作者: Allan T. Gulledge

大脳皮質錐体細胞の多様性と結合特異性

大脑皮层锥体细胞的多样性和结合特异性

• 发表时间: 2008
• 作者: Kawaguchi Y;Karabe F;Kubota Y;川口 泰雄
• 通讯作者: 川口 泰雄

大脳皮質非錐体細胞への興奮性・抑制性シナプス入力比

大脑皮层非锥体细胞的兴奋性/抑制性突触输入比率

• 发表时间: 2007
• 作者: Kawaguchi Y;Karabe F;Kubota Y;川口 泰雄;川口 泰雄;窪田 芳之;大塚 岳;関川 明生
• 通讯作者: 関川 明生