大脳皮質の各種非錐体細胞のシナプス入出力の形態解析

大脑皮层各类非锥体细胞突触输入输出的形态学分析

• 批准号: 18019037
• 负责人: 窪田 芳之
• 金额: $ 3.58万
• 依托单位: National Institute for Physiological Sciences
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18019037/
• 关键词: シナプス; 3次元再構築; 非錐体細胞; GABA; 大脳皮質; 樹状突起; シナプス入力の統合; Rall model; 視床; 2重神経支配; 棘突起

本年は、皮質の代表的な4種類の非錐体細胞(FS cell, Martinotti(MA)cell, double bouquet cell, large basket cell)の樹状突起の形態特性を検討した。ラットの大脳皮質を使った電気生理スライス実験で単一の非錐体細胞の生理的な特性を抽出した後、染色し、Neurolucidaで3次元的に樹状突起を再構築した。そして、電子顕微鏡観察によりその樹状突起を再構築し、その形態を詳細に測定した。その結果、まず、樹状突起へのシナプス入力は、細胞体近傍の50-100Mmあたりまでは密度が低かったが、それより遠位部は一定の密度である事がわかった。また、サブタイプにより、密度は異なっており、FS細胞とMA細胞の樹状突起上のシナプス密度が他の2種類よりも2〜3倍程高かった。また、GABA postembedding免疫組織化学法を使って、GABA陽性シナプスの密度を見たところ、樹状突起の位置や細胞のサブタイプに関係なく、ほぼ一定の入力密度を示したため、上述のサブタイプによるシナプス密度の違いは、興奮性のシナプスの入力密度の違いを反映している事がわかった。次に、樹状突起の太さに関する解析を行った。樹状突起の太さは、細胞体からの距離には相関せず、むしろその部分から遠位部の樹状突起の総延長に相関して太さが決まる事がわかった。また、樹状突起の分岐部分の前後でその形状を測定したところ、下記の2つの法則が同時に成立する事がわかった。(1)親樹状突起の断面積は2つの娘樹状突起の断面積の和に等しい。(2)Rall model(親樹状突起のコンダクタンスは2つの娘樹状突起のコンダクタンスの和に等しいという法則)が成立する。即ち、親樹状突起のコンダクタンスは2つの娘樹状突起のコンダクタンスの和に等しいという事である。

今年，我们研究了皮质中四个典型非锥虫细胞（FS细胞，Marinotti（MA）细胞，双花束细胞和大篮细胞）的树突的形态特征。在使用大鼠脑皮质的电生理切片实验中提取单个非锥体细胞的生理特性后，它们被染色，树突与神经洛西甲基三维重建。然后通过电子显微镜观察重建树突，并详细测量形态。结果，发现对树突的突触输入较低至细胞体附近约50-100 mm，但远端部分的密度是恒定的。此外，密度取决于亚型，而FS细胞和MA细胞的树突突触密度约为其他两个细胞的2-3倍。 Furthermore, when we looked at the density of GABA-positive synapses using GABA postbedding immunohistochemistry, we found that the input density was almost constant regardless of the location of the dendrite or cell subtype, and that the difference in synaptic density by the above-mentioned subtype reflects the difference in input density of excitatory synapses.接下来，对树突的厚度进行分析。发现树突的厚度与距离细胞体的距离无关，而是通过与该部分远端部分的树突的总长度相关，而厚度是确定的。此外，当分支部分之前和之后测量树突的形状时，发现以下两个规则是同时建立的。 （1）母子树突的横截面面积等于两个子树突的横截面区域的总和。 （2）RALL模型（父型树突的电导等于两个子树突的电导总和）是正确的。也就是说，母子的电导率等于两个子树突的电导率之和。

项目成果

非錐体細胞の樹状突起の特性 形態的な考察

非锥体细胞树突的特征：形态学考虑

• 发表时间: 2008
• 作者: Kawaguchi Y;Karube F;Kubota Y;窪田 芳之
• 通讯作者: 窪田 芳之

大脳皮質非錐体細胞の樹状突起特性の解析

大脑皮层非锥体细胞树突特性分析

• 发表时间: 2007
• 作者: Kawaguchi Y;Karabe F;Kubota Y;川口 泰雄;川口 泰雄;窪田 芳之
• 通讯作者: 窪田 芳之

非錐体細胞の樹状突起の計算特性-形態的な考察-

非锥体细胞树突的计算特性 - 形态学考虑 -

• 发表时间: 2008
• 作者: Kawaguchi Y;Karube F;Kubota Y;窪田 芳之;窪田 芳之;窪田 芳之
• 通讯作者: 窪田 芳之

Neocortical inhibitory terminals innervate dendritic spines targeted by thalamocortical afferents

• DOI: 10.1523/jneurosci.3846-06.2007
• 发表时间: 2007-01-31
• 期刊: JOURNAL OF NEUROSCIENCE
• 影响因子: 5.3
• 作者: Kubota, Yoshiyuki;Hatada, Sayuri;Kawaguchi, Yasuo
• 通讯作者: Kawaguchi, Yasuo

Dendritic branch typing and spine expression patterns in cortical nonpyramidal cells

• DOI: 10.1093/cercor/bhj015
• 发表时间: 2006-05-01
• 期刊: CEREBRAL CORTEX
• 影响因子: 3.7
• 作者: Kawaguchi, Y;Karube, F;Kubota, Y
• 通讯作者: Kubota, Y