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フェレットを用いた高次視覚神経系の形成過程の分子メカニズム解析

雪貂高级视觉神经系统形成过程的分子机制分析

基本信息

批准号：
20021009
负责人：
河崎洋志
金额：
$ 3.01万
依托单位：
The University of Tokyo
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-20021009/
关键词：
神経科学脳・神経発生分化視覚神経系神経回路神経分化

项目摘要

外界からの視覚情報は網膜で検出され、中継核である視床の外側膝状体(LGN)を介して、大脳皮質一次視覚野へと伝達される。右もしくは左眼由来の軸索はLGN内で異なる場所を支配していることが知られており(眼特異的投射)、眼特異的投射は神経回路形成のメカニズムを解析するための代表的なモデル系として使われている。発生段階の早期には、左右両眼からの軸索はLGN内で完全にオーバーラップしており、支配領域の分離は見られない。フェレットやマウスでは生直後より両眼由来の軸索の分離が始まり、生後10日には分離が完成することが知られている(眼特異的軸索分離)。従来の研究によれば、この眼特異的軸索分離は網膜からの感覚入力により形成することが知られているが、一端、軸索分離が完成した後にさらに眼特異的投射は可塑的に変化できるのか、臨界期はいつまでかという点はあまり分かっていなかった。そこで我々は、眼特異的投射が完成した後の生後10日齢に一側の眼球を除去し、反対側の残存眼由来の軸索のLGN内での分布を検討した。その結果、残存眼に対して、同側および対側のLGNでいずれも残存眼由来軸索の投射領域が有意に広がっていることを見出した。この片眼切除による残存眼由来軸索投射パターンの変化は、片眼切除5日後にはすでに見られ、15日後には最大値に達していた。これらの結果は、眼特異的投射が完成した後でも、さらに軸索投射パターンが可塑的に変化する性質を持ち続けていることを意味している。さらに臨界期を検討するために、片眼切除を行うタイミングを検討した。生後22日に片眼切除を行ったところ、投射領域は広がるものの広がりの程度はごく軽度であった。生後34日に片眼切除を行った場合には、投射領域の広がりはまったく見られなかった。これらの結果は、片眼切除による残存眼由来軸索投射の可塑的変化には臨界期が存在しており、生後22日から34日までの間に臨界期が終了していることを示唆している。LGN内では、LGNの表面に沿って網膜軸索retinotopyマップが広がり、表-深層方向に質的に異なる情報が投射されている可能性が報告されている。そこで、LGN表面に対して、平行方向、および垂直方向への残存眼由来軸索投射の可塑的変化を検討した。その結果、残存眼由来軸索は垂直方向に広がりやすく、平行方向には広がりにくいことを見出した。この結果は、LGN内において、網膜由来軸索投射の可塑的変化の起きやすい方向があることを意味しており、何らかの分子的制約がかかっている可能性がある。今後は、本研究により見出されたLGNにおける網膜軸索投射の可塑性、臨界期の分子メカニズムの解明が重要な課題であ

External visual information is transmitted to the retina, to the medial nucleus, to the lateral geniculate body (LGN) of the optic bed, and to the primary visual field of the greater cortex. The axons of the left eye are dominated by different locations in the LGN, and the eye-specific projections are represented by the formation of the mental circuit. In the early stage of development, the axis of the left and right eyes is completely separated from the axis of the left and right eyes, and the axis of the dominant field is separated from the axis of the left and right eyes. The separation of the axons from the origin of the eye begins and is completed on the 10th day after birth (eye specific axonal separation). In recent studies, eye-specific axonal separation has been studied in the form of sensory penetration forces in the retina, one end, and after axonal separation has been completed, eye-specific projection plasticity has been studied in the critical period. The distribution of eye-specific projections in the axons of the left eye and the right eye was investigated at the end of the 10th day of life. The result is that the residual eye is opposite, the same side is opposite, and the projection field of the residual eye is opposite. The residual eye is projected from the axon and reaches its maximum value 5 days after the eye is removed. The result is that the eye-specific projection is complete, and the axonal projection is plastic. The critical period is discussed in detail. After the birth of the 22-day film cut out, the projection field is divided into two parts. After 34 days, the eyes of the film were cut off, and the projection field was cut off The critical period of plastic axonal projection of the remaining eye exists from the 22nd day to the 34th day after birth, and the critical period ends. LGN inner layer, LGN surface layer along retinal axon retinotopy, surface-deep layer qualitative information projection, possibility of report The surface of the LGN is parallel, parallel, and perpendicular to the axis of the eye. The result is that the residual axis is perpendicular to the axis and parallel to the axis. As a result, it is possible that the direction of plastic transformation of retinal axonal projection in LGN and its molecular constraints may be different. In the future, we will find that the plasticity and critical period of retinal axonal projection are important issues in this study.