神経回路創出により解明する高度な運動学習の神経基盤

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本研究の目的は、ドーパミンによる可塑性誘導機構を利用することによって運動学習を促進することができるかどうかを明らかにすることである。この研究目的を達成するために本年度は、げっ歯類・マウス胎仔のどの日齢、どの領域からサンプリングすることによって、より多くのドーパミン作動性神経細胞が含まれた神経細胞塊を作製することができるかどうかを検討した。具体的には、初代培養を行い作製した神経細胞塊をパラホルムアルデヒド固定後、チロシン水酸化酵素で免疫染色を行うことによって検討した。次に作製したドーパミン作動性神経細胞塊にチャネルロドプシンを発現させ、光刺激を行った際にドーパミンが放出されるかどうかを確認するための系の立ち上げをおこなった。具体的には、蛍光ドーパミンセンサー（ドーパミンが結合すると立体構造が変化し励起光によって緑色の蛍光を発するようになる）を発現させた大脳皮質由来の神経細胞に様々な濃度のドーパミン塩酸塩を投与し、どの程度、蛍光輝度が上昇するかどうかを顕微鏡下で観察した。さらにドーパミン作動性神経細胞塊を脳に移植する系を確立した。今後、チャネルロドプシンを遺伝子導入したドーパミン作動性神経細胞塊を大脳皮質へ移植し光刺激を行うことによって、ドーパミン作動性神経細胞塊からドーパミンが放出されるかどうかを確認する。具体的には、大脳皮質に蛍光ドーパミンセンサーを発現させ、高速で広視野のin vivoイメージングが可能なマクロズーム・多点走査型共焦点顕微鏡を用いて確認する予定である。