GABA作動性介在ニューロンタイプによる大脳皮質-基底核機能の制御

GABA能中间神经元类型对皮质基底节功能的控制

• 批准号: 20019025
• 负责人: 小林 和人
• 金额: $ 4.48万
• 依托单位: Fukushima Medical University
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20019025/
• 关键词: イムノトキシン; 細胞標的法; 介在ニューロン; インターロイキン-2受容体; 神経回路; 神経活動; 行動制御; 神経伝達; インターロイキンー2受容体

大脳皮質-基底核を連関する神経回路は、運動制御、運動学習、強化学習などの重要な脳機能を媒介する。線条体や大脳皮質には、形態的および電気生理学的に異なるさまざまなタイプの介在ニューロンタイプが存在し、神経回路の活動を協調的に制御することによって行動の調節に必須の役割を担っていると推察される。特に線条体にはコリン作動性およびGABA作動性の複数の介在ニューロンタイプが存在する。しかし、個々のニューロンタイプが一連の行動課題の中でどのような役割を担っているかについては十分に理解されていない。本研究では、GABA作動性のlow threshold spiking (LTS)ニューロンとコリン作動性介在ニューロンに着目し、線条体あるいは大脳皮質に局在するニューロンタイプの行動生理学的な役割の解明に取り組んだ。第一に、LTSニューロンのマーカーであるニューロペプチドY(NPY)遺伝子にヒトインターロイキン-2受容体αサブユニット/黄色蛍光タンパク質(IL-2Rα/YFP)遺伝子を導入したbacterial artificial chromosome (BAC)トランスジェニックマウスを作製し、複数の系統を得た。これらの系統における導入遺伝子の発現を組織化学的方法により解析し、IL-2Rα/YFPタンパク質は、NPYやソマトスタチンを含むニューロンタイプに主要に発現することを確認した。第二に、コリンアセチル転移酵素(ChAT)遺伝子にIL-2Rα/YFP遺伝子を導入したBACトランスジェニックラットを作製し、このラットの線条体内にイムノトキシンを投与することによって、コリン作動性介在ニューロンの選択的な除去を誘導した。この細胞除去ラットは、線条体に依存するレバー解放型リアクションタイム課題において正常な応答(過早反応率、反応時間など)を示した。一方、このラットは、T迷路を利用した空間記憶課題において、最初の学習獲得は正常ラットと同程度であったが、逆転学習の課題においてその獲得が向上することが明らかとなった。NPY-IL-2Rα/YFPマウス系統とChA-IL-2Rα/YFPラット系統は、線条体に依存する学習を媒介する神経メカニズムを解明するために有効な実験動物となる。

连接大脑皮层神经节的神经回路介导了重要的大脑功能，例如运动控制，运动学习和增强学习。纹状体和脑皮质中有各种形态学和电生理学上不同类型的中间神经元类型，据估计，它们通过合作控制神经回路的活性在调节行为中起着至关重要的作用。特别是，有多种胆碱能和GABA能的中间神经元类型。但是，尚未完全了解单个神经元类型在一系列行为任务中扮演的角色。这项研究的重点是GABA能低阈值尖峰（LTS）神经元和胆碱能中间神经元，并致力于阐明局部或大脑皮层中局部的神经元类型的行为生理作用。首先，制备了细菌人造染色体小鼠，其中将人白细胞介素-2受体α亚基/黄色荧光蛋白（IL-2Rα/YFP）基因引入神经肽Y（NPY）基因，该基因是LTS神经元的标记，并获得了多种菌株的标记。通过组织化学方法分析转基因在这些菌株中的表达，并确认IL-2Rα/YFP蛋白主要以NPY和SomatStostin的神经元类型表达。其次，产生了BAC转基因大鼠，其中引入了IL-2Rα/YFP基因引入胆碱能乙酰转移酶（CHAT）基因，并通过将免疫毒素施用到老鼠的纹状体中诱导胆碱能中神经元的选择性去除。该细胞耗尽的大鼠在纹状体依赖性杠杆释放反应时间任务中显示出正常的反应（过早反应率，反应时间等）。另一方面，在使用T迷宫的空间内存任务中，初始学习的获取类似于正常大鼠的学习，但据透露，在反向学习任务中，采集得到了改善。 NPY-IL-2Rα/YFP小鼠应变和CHA-IL-2Rα/YFP大鼠菌株是有效的实验动物，以阐明介导纹状体依赖性学习的神经机制。

项目成果

Ephrin-A5 Regulates the Formation of the Ascending Midbrain Dopaminergic Pathways

• DOI: 10.1002/dneu.20685
• 发表时间: 2009-01-01
• 期刊: DEVELOPMENTAL NEUROBIOLOGY
• 影响因子: 3
• 作者: Cooper, Margaret A.;Kobayashi, Kazuto;Zhou, Renping
• 通讯作者: Zhou, Renping

コカイン誘発報酬効果に対する海馬領域におけるドパミンの役割

海马区多巴胺对可卡因诱导的奖赏效应的作用

• 发表时间: 2009
• 作者: 田中智子;他
• 通讯作者: 他

Behavioral and physiological analysis of the striatopallidal neural path way by conditional transmission silencing

通过条件传输沉默对纹状体苍白球神经通路进行行为和生理分析

• 发表时间: 2008
• 作者: Kobayashi;K.;et.al.
• 通讯作者: et.al.

Upexpected expression of α-and β-globin in mesencephalic dopaminergic neurons and glial cells

中脑多巴胺能神经元和神经胶质细胞中α-和β-珠蛋白的预期表达

• 发表时间: 2009
• 期刊: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 106
• 作者: Biagioli;M.;et al.
• 通讯作者: et al.

Development of the efficient gene transfer system through a lentiviral vector with retrograde axonal transport for specific neural circuit labeling

通过具有逆行轴突运输的慢病毒载体开发有效的基因转移系统，用于特定的神经回路标记

• 发表时间: 2009
• 作者: Kato;S.;et al.
• 通讯作者: et al.