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大脳皮質ニューロンの分枝・シナプス形成過程の研究

大脑皮层神经元分支和突触形成过程的研究

基本信息

批准号：
12050227
负责人：
山本亘彦
金额：
$ 3.84万
依托单位：
Osaka University
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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12050227/
关键词：
大脳皮質水平軸索神経活動スライス培養軸索分枝 GFP ラット大脳培養

项目摘要

神経回路の基本的枠組みが発生プログラムに従って形成されるのに対して、細部構築は神経活動により修飾されると考えられている。後者の形成機構を研究するために、我々は大脳皮質2/3層での神経細結合に着目している。これまでの研究から、発達期に2/3層の錐体細胞から発する軸索側枝(水平軸索、horizontal axon)は同じ層に沿って伸長しながら、枝分かれを形成することが示されている。さらに、水平軸索の分枝形成には神経細胞の電気的活動が関与することも示唆されている。しかしながら、軸索の枝分かれ形成を引き起こす神経活動の特性や、それを仲介する分子機構についてはほとんど知られていないのが現状である。この問題に取り組むために、我々はラット大脳皮質切片を長期間培養し、GFP標識法を用いて個々の軸索の分枝形成を解析できる系を確立することによって、以下の問題に対して実験を行った。1)培養下においてもin vivoで形成されるのと同様な枝分かれが生ずるか?2)電気的活動度の増減によって枝分かれ形成が変化するか?3)軸索の形態変化を担う細胞内骨格タンパクの動態を制御する分子機構の関与は?実験を通して、次の3点が明らかになった。1)培養2週間で脳内で生ずるのと似た軸索分枝が形成される。2)チャネルブロッカーなどの慢性的投与により自発的発火活動を抑制することによって、分枝形成が減少する。3)small GTPaseの一種であるRhoの活性化体の遺伝子導入によって分枝形成が促進される。以上より、水平軸索の分枝形成は神経活動度の増減によって修飾されること、その細胞内機構としてRhoAが促進的に作用することが示唆された。

The basic components of the nervous system are the development of the nervous system, the formation of the nervous system, the detailed structure of the nervous system, and the modification of the nervous system. The formation mechanism of the latter is studied in detail in 2/3 layers of cortex. The axonal collateral (horizontal axon, horizontal axon) of pyramidal cells in the 2/3 layers of the study period extends along the same layer and branches are formed. The formation of horizontal axons is related to the electrical activity of neurons. The molecular mechanism of the axons and their branching mechanisms is known as the "status quo." The following questions were asked: 1. To analyze the formation of axons and establish the system of axons by using GFP labeling method in long-term culture of large cortical slices 1)In culture, the same branch is formed in vivo. 2)The activity of the electric field decreases, and the branching of the electric field increases. 3)Axonal morphological changes are responsible for the regulation of intracellular bone structure and dynamics. The next three points are clear. 1)After 2 weeks of culture, axonal branches were formed in the inner part of the culture. 2) The chronic onset and onset of spontaneous fire are inhibited, and branching is reduced. 3)Small GTase is a kind of gene that promotes the formation of branches. The above results indicate that the branching of the horizontal axons is responsible for the reduction of the activity of the brain and the promotion of RhoA.