発達期視覚野の可塑的変化に伴う神経栄養因子の動態

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大脳皮質一次視覚野の眼球優位性コラムの研究により、視覚系の神経活動がコラム形成や可塑性に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。さらに研究代表者らは、シナプス後細胞である皮質ニューロンの活動が発達期の可塑性をコントロールしていることを示す知見を得た。この知見はシナプス後細胞である皮質ニューロンからシナプス前終末である視床からの入力線維への逆行性のシナプス間メッセンジャーが存在することを示唆する。最近、神経栄養因子がシナプスにおける逆行性メッセンジャーの候補として注目されており、また、発達期の一次視覚野において、脳由来神経栄養因子(BDNF)やNT-4/5といった神経栄養因子に対する受容体が存在することが報告されている。そこで発達期の一次視覚野をモデルとして、片眼遮蔽による眼球優位性コラムの可塑的変化におけるBDNFの関与を検討した。その結果、BDNFが視覚野のコラム構造の維持、あるいは可塑性に影響することを示唆する結果を得た。すなわち、発達期の動物の一次視覚野にBDNFを持続的に投与すると、すでに出来上がった眼球優位性コラムがdesegregateし、コラム構造が見られなくなることを見いだした。また、この時期の動物に、片眼遮蔽を行うと同時に視覚野にBDNFを持続的に投与すると、健常眼のコラム、遮蔽眼のコラム共にdesegregationを示した。一方、NGFを視覚野に持続投与した例では、BDNFのようなコラム構造のdesegregationは認められなかった。このことはBDNFが視床からの入力線維の皮質内分布に影響を与えうることを示唆する。さらに、BDNFの眼球優位性コラムへの効果は成熟動物では観察されなかったことから、このようなBDNFの効果は発達期視覚野の可塑性に密接に関与するものと考えられる。