発達期視覚野ニューロンの形態学的可塑性と神経栄養因子の役割

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哺乳類の大脳皮質は様々な経験依存的な可塑性を示すが、発達期の視覚野は視覚入力の変化に対してとりわけ高い可塑性を示すことが知られている。例えば、生後初期に一方の眼の視覚入力を短期間遮断するだけで、視覚野ニューロンは視覚遮断された眼に対する反応性を失い、さらにその入力が投射する皮質領域(眼優位コラム)は退縮する。近年、この視覚野の可塑性に神経栄養因子が重要な役割を果たすことが示唆されている。皮質細胞より分泌される神経栄養因子を入力線維が競合的に受容し、その競合の結果、眼優位コラムの拡大や縮小を引き起こすという仮説である。しかし、これまでの研究の多くは、神経栄養因子を外部から投与した際に現れる影響について調べたものであり、内因性の神経栄養因子が生体内で同じような機能を担っているかどうかは不明であった。そこで、発達期視覚野の可塑性発現に、内因性の神経栄養因子が果たす役割を明らかにするため、発達期の仔ネコ視覚野に、神経栄養因子の高親和性受容体であるTrk受容体のチロシンキナーゼ阻害薬:K252aあるいはTrkB受容体の機能中和抗体を持続投与しながら片眼視覚遮断を行い、眼優位可塑性への影響を調べた。24時間の片眼視覚遮断の後、vehicleを投与した視覚野では大多数のニューロンが遮蔽眼に対する反応性を失っていた。それに対してK252aを投与した視覚野では、眼優位可塑性は有意に減弱しており、多くのニューロンが遮蔽眼刺激に対して通常と変わらない反応の強さ、方位選択性を示した。また、TrkB機能中和抗体を投与した皮質でも、K252aと同様に眼優位可塑性の減弱が見られた。これらの結果は、内因性の神経栄養因子が発達期視覚野の眼優位可塑性発現に大きな役割を果たしていることを示唆している。