大脳皮質局所回路ニューロンの役割

大脑皮层局部回路神经元的作用

• 批准号: 15029252
• 负责人: 川口 泰雄
• 金额: $ 4.48万
• 依托单位: National Institute for Physiological Sciences (2004)Okazaki National Research Institutes (2003)
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15029252/
• 关键词: 皮質; 介在ニューロン; GABA; シナプスブトン; Fast-spiking cell; Late-spiking cell; ソマトスタチン; VIP; 前頭皮質; 非錐体細胞; コラム構造; 発火様式; 軸索分枝

大脳皮質は多様なニューロンからできているが、これらの間にどのようなシナプス結合選択性があるかはよくわかっていない。先ず、皮質GABA作働性非錐体細胞の軸索、樹状突起上でシナプスがどのように作られていくのかをみるために、シナプスブトン、スパイン形成の確率分布をサブタイプごとに調べた。シナプスブトン・スパインの間隔分布どれも指数関数で近似できるが、サブタイプごとにそれらの平均値は異なっていた。シナプスブトン・スパイン間隔が指数分布していることから、シナプスが突起上にランダムに配置されていると考えられる。実際、軸索上のシナプスブトン密度は細胞体からの距離に依存していなかった。突起の屈曲とシナプス形成の関係をみるために、軸索・樹状突起分枝ごとの曲がりくねりと分枝上のブトン・スパイン密度を計測した。ブトン・スパイン分枝密度の平均値はサブタイプごとに異なるが、ほぼ同じ変動係数(CV)のガウス分布に従い、分枝長とは相関していなかった。非錐体細胞はサブタイプごとに異なる頻度でシナプスを作るが、どのタイプでも突起上に一様に、局所的にはランダムにシナプス配置していることがわかった。非錐体細胞の中には、その出力先の部位が非常に選択的なものから、FSバスケット細胞のように細胞体から樹状突起のシャフト・スパインまで多様な後シナプス構造につくものまである。そこで、上記のようなシナプス配置の神経回路におけるシナプス結合の特異性をみるために、FSバスケット細胞軸索の、単一錐体細胞の樹状突起でのコンタクト部位の分布を調べた。また、FSバスケット細胞の軸索が結合のある錐体細胞の樹状突起に接近する点を求め、実際のコンタクトとの割合を調べた。その結果、FSバスケット細胞による錐体細胞表面における支配領域の組み合わせはペアーごとに多様であるが、各後シナプス細胞にとって選択的であると考えられた。

脳 cortex は much others な ニ ュ ー ロ ン か ら で き て い る が, こ れ ら の between に ど の よ う な シ ナ プ ス combining sentaku sex が あ る か は よ く わ か っ て い な い. First ず, cortex GABA 働 sex than pyramidal cells の axon, dendritic protrusions on で シ ナ プ ス が ど の よ う に as ら れ て い く の か を み る た め に, シ ナ プ ス ブ ト ン, ス パ イ ン form の probabilistic distribution を サ ブ タ イ プ ご と に adjustable べ た. シ ナ プ ス ブ ト ン · ス パ イ ン の interval distribution ど れ も index number of masato で approximate で き る が, サ ブ タ イ プ ご と に そ れ ら の on average numerical は different な っ て い た. シ ナ プ ス ブ ト ン · ス パ イ ン interval が exponential し て い る こ と か ら, シ ナ プ ス が protrusions on に ラ ン ダ ム に configuration さ れ て い る と exam え ら れ る. In reality, on the axon, there is a シナプスブト <s:1> density, a cell body, a ら <s:1> distance, a に dependency, a て な な った った. Protuberant の buckling と シ ナ プ ス form の masato is を み る た め に branch, axonal dendritic protrusions ご と の qu が り く ね り と branch の ブ ト ン · ス パ イ を ン density measuring し た. ブ ト ン · ス パ イ ン の branch density on average numerical は サ ブ タ イ プ ご と に different な る が, ほ ぼ with じ dynamic coefficient of variations (CV) の ガ ウ ス distribution に 従 い, long branch と は phase masato し て い な か っ た. The pyramidal cells は サ ブ タ イ プ ご と に different な る frequency で シ ナ プ ス を as る が, ど の タ イ プ で も protuberant に a others on に, bureau に は ラ ン ダ ム に シ ナ プ ス configuration し て い る こ と が わ か っ た. The pyramidal cells in の に は, そ の output first の part が very に sentaku of な も の か ら, FS バ ス ケ ッ ト cells の よ う に cell body か ら dendritic protrusions の シ ャ フ ト · ス パ イ ン ま で others more な after シ ナ プ ス tectonic に つ く も の ま で あ る. そ こ で, written の よ う な シ ナ プ ス configuration の god 経 loop に お け る シ ナ プ ス binding specificity の を み る た め に, FS バ ス ケ ッ ト cell axon の, 単 の a pyramidal cells dendritic protrusions で の コ ン タ ク の ト parts distribution を adjustable べ た. ま た, FS バ ス ケ ッ ト cells の axon が combining の あ る pyramidal cells の dendritic protrusions に near す る point を め, be interstate の コ ン タ ク ト と の cut close を adjustable べ た. そ の result, the FS バ ス ケ ッ ト cells に よ る pyramidal cell surface に お け る power の group み close わ せ は ペ ア ー ご と に many others で あ る が, after each シ ナ プ ス cells に と っ て sentaku of で あ る と exam え ら れ た.

项目成果

Karube F., Kubota Y., Kawaguchi Y.: "Axon branching and synaptic bouton phenotypes in GABAergic nonpyramidal cell subtypes."J.Neurosci. 24(印刷中). (2004)

Karube F.、Kubota Y.、Kawaguchi Y.：“GABA 能非锥体细胞亚型中的轴突分支和突触鲍顿表型。”J. Neurosci。

Kawaguchi., Kondo S.: "Parvalbumin, somatostatin and cholecystokinin as chemical markers for specific GABAergic interneuron types in the rat frontal cortex."J.Neurocytol. 31. 277-287 (2003)

Kawaguchi.，Kondo S.：“小清蛋白、生长抑素和胆囊收缩素作为大鼠额叶皮质中特定 GABA 能中间神经元类型的化学标记。”J.Neurocytol。

Kawaguchi Y.: "Local circuit neurons in the frontal cortico-striatal system. In Excitatory-Inhibitory Balance : Synapses, Circuits and Systems Plasticity (ed Hensch T, Fagiolini M)"Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York.. 23 (2003)

Kawaguchi Y.：“额叶皮质纹状体系统中的局部回路神经元。兴奋-抑制平衡：突触、回路和系统可塑性（ed Hensch T、Fagiolini M）”Kluwer 学术/全会出版社，纽约.. 23 (2003)

Axon branching and synaptic bouton phenotypes in GABAergic nonpyramidal cell subtypes

• DOI: 10.1523/jneurosci.4814-03.2004
• 发表时间: 2004-03-24
• 期刊: JOURNAL OF NEUROSCIENCE
• 影响因子: 5.3
• 作者: Karube, F;Kubota, Y;Kawaguchi, Y
• 通讯作者: Kawaguchi, Y