視床-大脳皮質フィードフォワード抑制回路の発達過程とその異常

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本研究では、カルシウムチャネル遺伝子変異によるてんかんモデル動物の視床と大脳皮質の相互関係に重点をおいて電気生理学的解析を行い、神経回路異常とてんかんの発生機序との関係を明らかにしていくことを目標とする。これまでの研究で、てんかんモデルマウスでは視床-大脳皮質フィードフォワード抑制回路に異常があることを明らかにした。今年度はその異常と発達との関係を中心に解析を行った。totteringマウスのてんかんの発生の時期と視床-大脳皮質フィードフォワード抑制回路の異常の出現は時期的に一致していることが示された。正常の脳において、多くのシナプス終末においてN型よりP/Q型へのカルシウムチャネルサブタイプのスイッチが起きることがられており、P/Q型カルシウムチャネルに異常があるtotteringマウスにおいてもこのスイッチがおこるため、シナプス伝達の障害を引き起こすものと考えられる。また神経回路の機能を相対的に観察するために、多電極細胞外電位測定装置を用いて、てんかんモデルマウスにおける神経細胞の興奮の伝播を測定し、これまで行ってきたパッチクランプの結果と比較検討した。まず大脳皮質の刺激による細胞外電位変化のイオンメカニズムを、主に薬理学的手法を用いて検討し、この測定法により神経細胞の集団的興奮を検出できることを確認した。続いて、てんかんモデルマウスでの興奮の伝播を正常マウスの場合と比較し、パッチクランプの実験から予測された通り、興奮域の拡大を示すことができた。