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哺乳類上丘における視覚・運動変換過程の鍵となる樹状突起信号伝達とその修飾機構

树突信号转导及其修饰机制是哺乳动物上丘视觉-运动转换过程的关键。

基本信息

批准号：
13041057
负责人：
伊佐正
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでの研究で上丘浅層深部から視神経層、そして中間層背側部に分布する大型のニューロンで、樹状突起を浅層表層にむけて広汎に投射し、軸索を中間層にむけて投射し、浅層に入力した視覚入力を中間層に中継する機能が考えられているwide field vertical cellには巨大なH電流を生成させるチャンネル分子が発現することを明らかにしてきた。そしてwide field vertical cellにおいては、シナプス入力に対して、細胞体が極端に過分極している状況(例えば保持電流が-90mV)においても活動電位が生成する、ということから細胞体とEPSPから活動電位が生成している部位(おそらく広汎に張った樹状突起)とはisopotentialでないということが示唆された。最近の生理学研究所脳形態解析部門の重本隆一教授らの研究からH電流を担うHCN1分子が上丘浅層に強く発現していることから、wide field vertical cellの樹状突起にHCN1が発現し、樹状突起部の膜電位と活動電位の生成閾値を調節しているのではないか、と考えた。そのことを検証するため、whole cell記録下において過分極通電を行い、-80mV程度からでも興奮性入力に対してEPSPに跳乗して活動電位が生成する状況を作り、H電流を抑制するZD7288(100μM)を投与した。すると細胞体に顕著な過分極が起きたことからH電流が過分極通電に対して脱分極を引き起こすように作用していることが示唆された。そして、通電量を調整して膜電位を投与前の状態にそろえたところ、細胞はEPSPのピークが-58mV程度まで脱分極しているにも関わらず活動電位が生成しなかった。以上の結果からwide field vertical cellの樹状突起のHCNチャンネルが膜電位と活動電位生成閾値の調整に関与していることが示唆された。そこで次のステップとして、wide field vertical cellの樹状突起に発現するのがHCN1チャンネルであることを確かめるため、biocytinを細胞内注入したwide field vertical cellにおいてHCN1チャンネルの抗体染色を行い、共焦点レーザー顕微鏡で観察したところ、wide field vertical cellの樹状突起にHCN1分子が発現していることが確認できた。

The deep layers of the upper colliculus, the middle layers, and the deep layers of the upper colliculus were studied. The function of the shallow penetration force is to generate a large amount of H current in the middle layer. The wide field vertical cell has an extreme polarization (e.g., holding current =-90 mV), and the cell body has an isopotential (e.g., a dendritic process). Recent research by Professor Takaichi Shigemoto of the Department of Morphological Analysis at the Institute of Physiology has revealed that HCN1 molecules are strongly detected in the shallow layers of the superior colliculus due to the H current, HCN1 is detected in the dendrites of wide field vertical cells, and the generation thresholds of membrane potential and activity potential in the dendrites are adjusted. The excitation input force is-80mV, and the active potential is generated. The H current is suppressed. ZD7288 (100μM) is applied. The cell body is connected to the electrode, and the current is connected to the electrode. In addition, the amount of current applied to the membrane potential is adjusted to the level of-58 mV before the membrane potential is applied to the cell. The above results show that the adjustment of membrane potential and activity potential generation threshold value is related to the growth of HCN dendrites in wide field vertical cells. HCN 1 was detected by intracellular injection of biocytin into wide field vertical cell, and HCN 1 was detected by confocal microscopy.