脳スライス培養系を用いた皮質脊髄間の神経回路形成とその生理・病態生理

使用脑切片培养系统形成皮质脊髓神经回路及其生理学和病理生理学

• 批准号: 13878172
• 负责人: 桜井 正樹
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Teikyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13878172/
• 关键词: スライス培養; 共培養; 皮質脊髄路; 大脳皮質; 脊髄; シナプス形成; 部位特異性; 活動依存性

新生ラットの運動感覚皮質(P1)と脊髄(P2)を共培養し、皮質脊髄シナプスをin vitroで再構築することに初めて成功した.皮質から脊髄への投射は順行性、逆行性の標識によって確認し、そのシナプス形成は皮質深層刺激によるEPSPを脊髄より細胞外、細胞内記録することにより電気生理学的に証明した.細胞外記録によりフィールドEPSPが再現性よく記録できることは、この標本がシナプス形成の定量的評価を行う系として優れていることを意味する.運動感覚皮質のうち、前肢、後肢支配領域を分け、脊髄を頚髄、腰髄に分けて、4通りの組み合わせで培養すると、前肢-頚髄の組み合わせは前肢-腰髄の組み合わせよりfEPSPが大きかった.大脳皮質に対して脊髄の腹側を向けた場合と背側を向けた場合を比較すると、背側を向けた場合の方がfEPSPが大きかった.更に、fEPSPを100μmの格子状に記録し、その脊髄スライス内分布を検討すると、in vivoで皮質脊髄シナプスが存在する背側部(RexedのIV-VI層にほぼ一致した分布)で振幅が大きかった.これはバイオサイチンを用いた前向性標識による形態学的にも確認された.神経軸(neuraxis)に沿った方向(吻尾側)とそれに垂直な方向(背腹側)において投射の特異性が保たれていることが示された.さらにこのシナプス形成の発達過程を追跡すると、7DIVでは皮質脊髄シナプスが脊髄のほぼ全体に形成されるが、9-10DIVで腹側部のシナプスが退行していき、上述の脊髄背側部への限局化が生ずることがわかった.しかも、培養液中にNMDA型受容体阻害剤、TTXを添加しておくとこの限局化が起こらず、AMPA型受容体阻害剤ではその様な作用がみられなかったことから、この過程が活動依存性であることが示された.

The newly formed motor cortex (P1) and spinal cord (P2) were co-cultured, and the cortical spinal cord was reconstructed in vitro. Cortical ridge projections are anterograde and retrograde markers that confirm the formation of deep cortical stimulation, EPSP, extracellular and intracellular recordings, and electrophysiological evidence. Extracellular recording of EPSP for reproducibility, recording of EPSP for reproducibility, quantitative evaluation of EPSP formation, evaluation of EPSP formation, evaluation of EPSP formation Motor sensory cortex, forelimb, hindlimb control areas, spine, waist, four-way combination, forelimb-waist combination, forelimb-waist combination, four-way EPSP. In the case of large cortex, the ventral side is opposite to the dorsal side, and the dorsal side is opposite to the dorsal side. In addition, the amplitude of the fEPSP recorded in the lattice of 100μm was large in the dorsal part of the cortical ridge distribution in vivo (Rexed IV-VI uniform distribution). The first step is to identify the morphological changes. The neuraxis is projected along the vertical direction (dorsal), and the specificity of the projection is maintained. 7 - 10 DIV, 9-10 DIV, 9-10 DIV, 9 DIV, 9-10DIV, 9-10DIV, 9 NMDA type receptor inhibitor and TTX are added to the culture medium, and the localization of TTX and AMPA type receptor inhibitor and AMPA type receptor inhibitor and TTX are added to the culture medium.

项目成果

Takuma H, Sakurai M., et al.: "In vitro reconstruction of the corticospinal synapses in organoty pic slice coculture"Neurosci. 109. 359-370 (2002)

Takuma H、Sakurai M. 等人：“器官图片切片共培养中皮质脊髓突触的体外重建”Neurosci。

Yogo H et al.: "JC virus regulatory region rearrangements in the brain of a long surviving patient with progressive multifocal leukoencephalopathy"J.Neurol.Neurosurg.Psychiat.. 71. 397-400 (2001)

Yogo H 等人：“患有进行性多灶性白质脑病的长期存活患者大脑中的 JC 病毒调节区重排”J.Neurol.Neurosurg.Psychiat.. 71. 397-400 (2001)

Ohno T et al.: "Diphenylpyraline responsive parkinsonism in cerebrotendinous xanthomatosis: Long-term follow up of three patients"J.Neurol.Sci.. 182. 95-97 (2001)

Ohno T 等人：“脑腱黄瘤病中的二苯吡咯啉反应性帕金森病：三名患者的长期随访”J.Neurol.Sci.. 182. 95-97 (2001)

Mizuno T et al: "Differential induction of LTP and LTD is not determined solely by instantaneous Ca concentration: Essential involv ement of a"Eur.J.Neurosci. 14. 701-708 (2001)

Mizuno T 等人：“LTP 和 LTD 的差异诱导不仅仅由瞬时 Ca 浓度决定：《Eur.J.Neurosci》的基本参与。