水平眼球運動系の速度―位置変換に関わる神経積分機構の解明

阐明水平眼动系统中速度-位置转换涉及的神经积分机制

• 批准号: 20021005
• 负责人: 齋藤 康彦
• 金额: $ 4.03万
• 依托单位: Gunma 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-20021005/
• 关键词: 舌下神経前位核; ニューロン; 神経回路; グルタミン酸受容体; シナプス後電流; 神経積分器; パッチクランプ; 脳スライス

舌下神経前位核(prepositus hypoglossi nucleus, PHN)は水平性の眼球運動に関与しており、脳幹から入力する速度信号を位置信号へ変換する役割があることが示されている。本研究では、舌下神経前位核における速度-位置変換機構にどのような神経回路特性が関与しているのかを調べることを目的としている。ラットの脳幹スライス標本を作製し、抑制性神経伝達を遮断した状態でPHNニューロンからホールセル記録を行ない、ニューロンの近傍に微小ガラス管により一過性のバースト刺激(100Hz、20パルス)を与えたところ、自発性EPSCの頻度が刺激前に比べ増大し、それが数秒間持続される現象を見出した。この現象は一過性の速度信号から持続的な位置信号への変換過程を反映することから、持続的なEPSC頻度増加を担うシナプス伝達について薬理学的に調べた結果、カルシウム透過型AMPA受容体の活性化が重要であることが明らかになった。そこで、カルシウム透過型AMPA受容体をもつニューロンが実際にPHN内に存在するのかを調べるために、記録しているPHNニューロンにカイニン酸を電気泳動により投与し、膜電位を-60mVと+40mVに保持したときの電流応答比(Rectification Index, RI)を求めた。カルシウム透過型AMPA受容体を持つニューロンのRI値は1以下であることが知られており、解析の結果、半数以上のPHNニューロンにおいてRI値が1以下であった。さらに、ナトリウムを含まずカルシウム濃度を高くした細胞外液中で、PHNニューロンのカイニン酸投与に対する電流応答を調べたところ、RI値が1以下であるニューロンは1以上であるニューロンに比べ、カルシウム透過性が高いことが確認された。以上の結果から、カルシウム透過型AMPA受容体をもつPHNニューロンが速度-位置変換に重要な役割を持つことが示唆された。

The prepositus hypoglossi nucleus (PHN) is associated with horizontal eye movement, velocity signals, position signals, and changes in activity. This study focuses on the relationship between the velocity-position transition mechanism of the sublingual anterior nucleus and the characteristics of the neurologic circuit. The frequency of transient EPSC stimulation (100Hz, 20 Hz) increases with the frequency of EPSC stimulation, and the duration of EPSC stimulation increases with the frequency of EPSC stimulation. This phenomenon is reflected in the transient velocity signal, the persistent position signal, and the transition process. The increase in EPSC frequency is also important for the activation of the transmissive AMPA receptor. The current rectification-ratio (RI) of the transmission-type AMPA receptor is calculated from the current rectification-ratio (RI) of the membrane potential between-60mV and +40mV. The RI value of the transmission AMPA receptor is less than 1, and more than half of the PHN receptor is less than 1 In addition, in the extracellular fluid containing high concentrations of nalcitabine, the current response to the administration of guanine acid in PHN guanine can be adjusted. This confirms that the value of RI is below 1, but the value of RI is higher than 1, and the permeability of guanine is higher. The above results show that the transmission type AMPA receptor is very important for speed-position conversion.

项目成果

Membrane properties of excitatory and inhibitory neurons in the rat nrenositus hvnoalossi nucleus

大鼠肾盂核兴奋性和抑制性神经元的膜特性

• 发表时间: 2008
• 期刊: European Journal of Neuroscience 27
• 作者: Shino M.;Ozawa S.;Furuya N.;and Saito Y
• 通讯作者: and Saito Y

Fluorescent labeling of both GABAergic and glycinergic neurons in VGAT-Venus transgenic mouse

VGAT-Venus 转基因小鼠中 GABA 能和甘氨酸能神经元的荧光标记

• 发表时间: 2009
• 期刊: Neuroscience
• 影响因子: 3.3
• 作者: Wang Y.;Kakizaki T.;Sakagami H.;Saito K.;Ebihara S.;Kato M.;Hirabayashi M.;Saito Y.;Furuya N.;Yanagawa Y
• 通讯作者: Yanagawa Y

Local excitatory network in rat prepositus hypoglossi nucleus

大鼠舌下核前位的局部兴奋网络

• 发表时间: 2009
• 作者: Saito Y;Shino M;Yanagawa Y
• 通讯作者: Yanagawa Y

Contribution of Ca^<2+>-permeable AMPA receptor to activation of excitatory network in prepositus hypoglossi nucleus

Ca^2-通透性AMPA受体对舌前核兴奋网络激活的贡献

• 发表时间: 2009
• 作者: Saito Y;Shino M;Yanagawa Y
• 通讯作者: Yanagawa Y

Inwardly rectifying AMPA responses of neurons in rat prepositus hvnoglossi nucleus

大鼠舌舌前核神经元的内向纠正 AMPA 反应

• 发表时间: 2008
• 作者: Shino M;Ozawa S;and Saito Y
• 通讯作者: and Saito Y