大脳皮質錐体細胞棘突起へのシナプス入力の3次元再構築による考察

使用 3D 重建分析大脑皮层锥体细胞棘突的突触输入

• 批准号: 10164249
• 负责人: 窪田 芳之
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10164249/
• 关键词: 大脳皮質; 非錐体細胞; GABA; シナプス; 3次元再構築; ダブルブーケ細胞; 局所神経回路; 微細構造

私は、従来より、脳の内部にある演算処理のための最小単位と考えられる局所神経回路に興味を持ち、それがどのような構造をしているのか?どう働くのか?を理解したく、大脳皮質前頭野の局所神経回路の解析を行ってきた。その結果、大脳新皮質では、介在細胞である非錐体細胞は、生理的に少なくとも4種類(FSce11,LScell,BSNP cell,RSNPcell)のサブグループより構成され、それぞれ固有の形態的特徴(バスケット細胞、シャンデリア細胞等、ゴルジ法ですでに報告されている形態)を持ち、含有する化学物質にも違いがみとめられることを認めた。大脳新皮質のこれらの非錐体細胞に関して、現在、各サブグループ別に形態的に出力がどのように異なるのかという点に絞り、電子顕微鏡連続切片像3次元再構築画像解析システムを使ってシナブスの構造に関する解析を始めた。<方法>ラットを麻酔の後、脳を取り出し、マイクロスライサーで大脳前頭皮質のスライスを作成した。ホールセル記録をとり、バイオサイチンを電極を通じてその神経細胞に注入した後、スライスを固定した。次に、DAB染色を施し注入神経細胞を茶色く染色し、電子顕微鏡観察用に包埋し、染色された神経細胞の形態を光学顕微鏡で観察記録した。この細胞の軸索部分を切り出し、電子顕微鏡で観察し、注入細胞の神経終末が形成するシナプスを同定後、高解像度CCDカメラで撮影した連続切片の画像を3次元画像再構築画像解析システムで処理し、前・後シナプス要素を含んだ3次元像を再構築し形態的に解析を行った。<結果>非錐体細胞のサブグループの中から、軸索を白質方向に伸ばすダブルブーケ細胞をまず解析の対象とし検討を重ねた。結果、ダブルブーケ細胞の軸索終末のターゲットの多くは、錐体細胞の棘突起であることが観察された。

传统上，我对局部神经回路感兴趣，后者被认为是大脑内部算术处理的最小单位，并且一直在分析大脑皮层额叶区域的局部神经回路，以了解它们的结构以及它们的工作方式。结果，在新皮层中，非锥虫细胞是干预细胞的，在生理上是由至少四个亚组组成的（FSCE1111，LSCEL111111111111111111111111111111子期，LSCEL，BSNP细胞，RSNP细胞，RSNP细胞），每个细胞都具有独特的形态特征（已经由GOLGI方法报道的形式（例如Golgi方法），例如Basket，Chandelier cellise等。对于新皮层中的这些非锥体细胞，我们现在开始使用电子显微镜连续截面图像3D重建图像分析系统分析肉桂的结构，重点是每个亚组的输出差异。 <method>麻醉大鼠后，除去大脑，并使用微固定器进行大脑额叶皮层的切片。获取全细胞记录，将生物辛通过电极注射到神经细胞中，并固定切片。接下来，进行DAB染色以染色注射的神经细胞棕色，嵌入电子显微镜观察，并在光学显微镜下观察并记录染色神经细胞的形态。切除该细胞的轴突部分，用电子显微镜观察，并确定由注射细胞的神经终端形成的突触后，使用3D图像重构图像分析系统和3D图像进行了循环和3D图像，并循环逐渐分析了循环和循环元素。 <结果>从非锥体细胞的亚组中，在白质方向上扩展轴突的双束细胞首先被用作分析和重复检查的主题。结果，观察到双束细胞中轴突末端的许多靶标都是锥体细胞的棘突。

项目成果

Y.Kawaguchi and Y.Kubota: "Neurochemical features and synaptic connections of large physidogucally-identified GABA ergic cells in the rat frontal cortex" Neuroscience. Vol.85,No.3. 677-701 (1998)

Y.Kawaguchi 和 Y.Kubota：“大鼠额叶皮层中经物理鉴定的大型 GABA 能细胞的神经化学特征和突触连接”神经科学。