大脳新皮質VIP陽性抑制性ニューロンの個々から集団にわたる特異的結合様式の解析

分析大脑新皮质中 VIP 阳性抑制神经元的特定连接模式（从个体到集体）

• 批准号: 16H07425
• 负责人: 孫 在隣
• 金额: $ 1.91万
• 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 Research Activity Start-up
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-08-26 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16H07425/
• 关键词: 大脳新皮質; 局所回路; 抑制性神経細胞; VIP陽性細胞; シナプス入力; アデノ随伴ウイルスベクター; 遺伝子工学; 免疫組織化学; 神経科学; 解剖学; 神経解剖学

大脳新皮質は感覚、運動といった多様な情報を、新皮質固有の複雑なニューロンネットワークにより処理していると考えられている。本研究課題では、新皮質局所の情報処理を促進させる役割を担うとされる血管作動性腸管ペプチド（VIP）陽性抑制性ニューロンに着目し、「個々のVIP細胞」「VIP細胞の細胞集団」を取り巻く特異的入出力構造を明らかにすることで、新皮質局所の活動性制御機構に迫った。まず、ニューロン特異的高発現型アデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターを開発した。ニューロン特異的プロモータとTet-Offシステムを組み合わせたAAV-SynTetOffにより、従来のAAVベクターの約40倍もの発現量を獲得することに成功した（Sohn et al., PLoS ONE, 2017）。このAAVベクター等を用いてマウス第一次体性感覚野第2/3層VIP細胞を蛍光標識し、免疫組織化学を組み合わせることで、VIP細胞へのシナプス入力密度を評価したところ、VIP細胞は、傍細胞体部位（細胞体や近位樹状突起）と遠位樹状突起とで異なる細胞種からのシナプス入力を受けることがわかった（Sohn et al., Front Neuroanat, 2016）。また、VIP細胞の細胞集団としての入出力を俯瞰するため、AAVベクターを用いて、「入力部位（細胞体や樹状突起）」と「出力部位（軸索）」を別々に可視化する方法を編み出した。この「入力部位」と「出力部位」の分布の差を評価することで、一つ一つのニューロンを再構築することなく、細胞集団としての入出力フローを確認したところ、VIP細胞の入力部位と出力部位は、皮質表面に対して水平方向（層構造）や垂直方向（カラム構造）において特異的な構造を有することが判明した（Sohn et al., PLoS ONE, 2017）。以上のことから、大脳新皮質に存在する多様なニューロンは、複雑な回路構造を持つ一方で、決して乱雑な構造ではなく、特異的な回路構造を取り、その結合様式は一定の秩序・特異性が存在することがわかった。

Big 脳 neocortex は 覚, movement と い っ た many others な intelligence を, inherent の neocortex 雑 な ニ ュ ー ロ ン ネ ッ ト ワ ー ク に よ り 処 Richard し て い る と exam え ら れ て い る. This research topic で は, intelligence bureau の neocortex 処 を promote さ せ る "を cut bear う と さ れ る blood vessel actuation insufflate ペ プ チ ド (VIP) positive inhibitory ニ ュ ー ロ ン に mesh し," a 々 の VIP cell "を" VIP cells の set 団 "take り 巻 く specific into the output structure を Ming ら か に す る こ と で, neocortex bureau の active system The imperial institution に forced った. ま ず, ニ ュ ー ロ ン specific type high 発 now ア デ ノ with accompanying ウ イ ル ス (AAV) ベ ク タ ー を open 発 し た. ニ ュ ー ロ ン specific プ ロ モ ー タ と Tet - Off シ ス テ ム を group み close わ せ た AAV - SynTetOff に よ り, 従 の AAV ベ ク タ ー の about 40 times も の 発 now を obtain す る こ と に successful し た (Sohn et al., PLoS ONE, 2017). こ の AAV ベ ク タ ー い を in て マ ウ ス 覚 wild 2/3 layers first body VIP cell を 蛍 light logo し, immunohistochemical を group み わ せ る こ と で, VIP cell へ の シ ナ プ ス into force density を review 価 し た と こ ろ, VIP cell は, alongside cell body parts (cell body や proximal dendritic protrusions) と far a dendritic protrusions と で different な る Cells of か ら の シ ナ プ ス を into force by け る こ と が わ か っ た (Sohn et al., Front Neuroanat, 2016). ま た, VIP cells の set 団 と し て の into output を overlooking す る た め, AAV ベ ク タ ー を with い て, "into the force area (cell body や dendritic protrusions)" と "output (axon)" を don't 々 に visualization す る を weaving み from し た. "Parts into force" こ の と poor の を "output parts" の distribution evaluation 価 す る こ と で, つ つ の ニ ュ ー ロ ン を to construct す る こ と な く, cell set 団 と し て の into output フ ロ ー を confirm し た と こ ろ, VIP cell の parts into force と output parts は, cortical surface に し seaborne て horizontal layer (construct) や vertically (カ ラ ム structure) に お い て specific な a す を construction る こ と が.at し た (Sohn et al., PLoS ONE, 2017). Above の こ と か ら, big 脳 neocortex に exist す る many others な ニ ュ ー ロ ン は, complex 雑 な loop structure を hold つ side で, definitely し て disorderly 雑 な tectonic で は な く, specific な loop structure を り, そ の binding specificity, others type は must の order が exist す る こ と が わ か っ た.

项目成果

マウス大脳新皮質VIP陽性抑制細胞への細胞種・部位特異的入力

小鼠新皮质中 VIP 阳性抑制细胞的细胞类型/位点特异性输入

• 发表时间: 2017
• 作者: Jaerin Sohn;Shinichiro Okamoto;Naoya Kataoka;Takeshi Kaneko;Kazuhiro Nakamura;Hiroyuki Hioki;孫 在隣
• 通讯作者: 孫 在隣

Differential Inputs to the Perisomatic and Distal-Dendritic Compartments of VIP-Positive Neurons in Layer 2/3 of the Mouse Barrel Cortex.

• DOI: 10.3389/fnana.2016.00124
• 发表时间: 2016
• 期刊: Frontiers in neuroanatomy
• 影响因子: 2.9
• 作者: Sohn J;Okamoto S;Kataoka N;Kaneko T;Nakamura K;Hioki H
• 通讯作者: Hioki H

A Single Vector Platform for High-Level Gene Transduction of Central Neurons: Adeno-Associated Virus Vector Equipped with the Tet-Off System.

• DOI: 10.1371/journal.pone.0169611
• 发表时间: 2017
• 期刊: PloS one
• 影响因子: 3.7
• 作者: Sohn J;Takahashi M;Okamoto S;Ishida Y;Furuta T;Hioki H
• 通讯作者: Hioki H