発達期視覚野の視覚情報処理における脳由来神経栄養因子の役割

脑源性神经营养因子在发育中的视觉皮层视觉信息处理中的作用

基本信息

批准号：
13210085
负责人：
畠義郎
金额：
$ 3.26万
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 (C)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

哺乳類視覚野の片眼視覚遮断による変化は、発達脳の可塑性のモデルとして広く研究されてきたが、近年、この可塑性に神経栄養因子が重要な役割を果たすことが示唆されている。シナプス後皮質細胞より分泌される神経栄養因子を、シナプス前線維が競合的に受容し、その競合の結果コラムの拡大や縮小を引き起こすという仮説である。報告者はこれまで、発達期の一次視覚野に脳由来神経栄養因子(BDNF)を持続的に投与すると、すでに出来上がった眼優位性コラムがdesegregateし、コラム構造が見られなくなることを見いだした。また、片眼遮蔽を行った動物では、健常眼のコラム、遮蔽眼のコラム共にdesegregationを示した。このことはBDNFが発達期の視覚野において、視床からの入力線維の皮質内分布に影響を与えうることを示す。しかし、外部より大量に投与したBDNFの影響が、内因性BDNFの機能を反映するものかどうかは明らかでない。そこで、視覚野内でのBDNFによるシグナル伝達を阻害した場合、正常な可塑性を示すかどうかを検討した。生後4-5週の仔ネコの両側一次視覚野にステンレスカニューレを留置し、浸透圧ミニポンプを用いてBDNFの高親和性受容体であるTrk受容体の活性阻害薬K252aあるいはリンゲル液を持続投与した。その後、一方の眼を眼瞼縫合により視覚遮断した。動物を麻酔、非動化し、カニューレ周辺の皮質より多数のニューロンのスパイク活動を細胞外記録し、各ニューロンの眼優位性を調べた。その結果、リンゲル液投与部位周辺においては、ほとんどのニューロンが遮蔽眼に対する反応性を失っていたのに対して、K252a投与部位周辺においては、健常眼に対する反応の方が優位ではあるものの、多くのニューロンが両眼反応性を維持していた。この結果は、Trk受容体を介する細胞内シグナルが、発達期視覚野の可塑性発現に大きな役割を果たしていることを示唆している。

由哺乳动物视觉皮层中非直觉视觉阻滞引起的变化已被广泛研究为发达大脑中可塑性的模型，但近年来，人们已经提出，神经营养因子在这种可塑性中起着重要作用。假设是，突触前纤维竞争性地接受突触后皮质细胞分泌的神经营养因素，从而导致竞争导致柱的扩张和减少。记者先前发现，如果在发育过程中连续地施用脑衍生的神经营养因子（BDNF），则将其形成的眼睛优势柱取消分离，并且柱结构将不再可见。此外，在经过一眼屏蔽的动物中，健康和屏蔽的眼睛柱都显示出种族隔离。这表明BDNF可以影响发育过程中视觉皮层中丘脑的输入纤维的皮质内分布。但是，尚不清楚BDNF的效果是否大量施用的效果比外部反映了内源性BDNF的功能。因此，我们研究了BDNF在视觉皮层中发出的信号是否会表现出正常的可塑性。将不锈钢插管放置在猫4-5周龄的主要视觉皮层中，并使用渗透微型固定器连续施用K252a，这是TRK受体的活性抑制剂，TRK受体的活性抑制剂，BDNF的高亲和力受体或Ringer的溶液。然后，一只眼睛被眼缝线挡住。对动物进行麻醉和拆卸，在细胞外记录插管周围的皮质的神经元的尖峰活性更多，以检查每个神经元的眼部优势。结果，尽管大多数神经元对林格溶液给药部位周围的屏蔽眼的反应性失去了反应性，但大多数神经元仍然双眼反应性，而K252a给药部位周围对健康眼睛的反应更为主导。该结果表明，由TRK受体介导的细胞内信号在发育视觉皮层中的塑性表达中起主要作用。