嗅覚一次中枢嗅球における情報処理の構造的基盤解明

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本研究では、1)機能的ユニットである嗅球糸球体における嗅入力、投射ニューロン、介在ニューロンの相互結合関係、2)糸球体外での介在ニューロンと投射ニューロンとの相互関係、3)これまでの研究で存在が示されている前脳基底部からのアセチルコリン・GABA系、脳幹部からのモノアミン系の嗅球への投射とその特異的な標的との関係の3点に絞り、定性的、定量的に形態学的に詳細に解析することで、嗅覚情報処理の初段階の構造的基盤を解明することを目的として解析を進めた。ニューロンの相互結合関係については特に、ニューロン間ギャップ結合の主体と考えられるギャップ結合蛋白connexin36遺伝子にレポーター遺伝子を挿入した遺伝子改変マウスすなわちヘテロマウス(Cx36+/-)を使用して、レポーターによる遺伝子発現を検討した。その結果、主ニューロン及び多様な局所回路ニューロンがconnexin36を発現していることが証明できた。一方、電子顕微鏡による解析はこれまでの連続切片-再構築法を更に進め、ギャップ結合を形成しているニューロンタイプの同定、特に、どのタイプのperiglomerular cellが関係しているのか、periglomerular cellと異なる介在ニューロンとして我々が示唆したニューロンの形態学的特徴の解明を進めた。また、ギャップ結合を形成している突起同士更に、それにシナプス結合している突起相互間で複雑な突起のネットワークとも言うべき局所回路網の一端を明らかにした。また、前脳基底部からのアセチルコリン・GABA系についてもBDAを用いたトレーサー実験を進めた。更に、嗅球からの出力についても多様性があることを逆行性トレーサーを用いた実験で明らかにした。