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Functional development of the olfactory nerve-related neural circuits in the embryonic forebrain: optical analysis with voltage-sensitive dyes

胚胎前脑中嗅觉神经相关神经回路的功能发育：电压敏感染料的光学分析

基本信息

批准号：
22K06436
负责人：
佐藤勝重
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Komazawa Women's University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は、胎生期の終脳における嗅覚神経回路網の機能発生/構築過程を解明することを目的とする。研究方法としては、①膜電位感受性色素や、膜電位タンパクセンサーを用いたニューロン電位活動の光学的イメージング法による機能マッピングと、②カーボシアニン系蛍光色素や、rhodamine dextranを用いた形態マッピングを組み合わせた多角的解析を行う。具体的には、まず、発生初期の鶏胚を対象とした実験から、嗅覚神経回路の機能発生/構築過程の基本的プロフィルを明らかにし、さらに、実験対象をラット/マウス胎仔に広げて、個体発生と系統発生の両側面からデータの比較を行い、本命題の解明を進める。令和4年度は、鶏胚「N.I-嗅球-終脳標本」を用いて実験を行った。まず、孵卵10日の標本を膜電位感受性色素で染色し、嗅神経を吸引電極で刺激し、終脳内の嗅覚神経回路網に関係する応答領域の同定を行った。さらに、"optical sectioning"を組みあわせることにより、光学的三次元機能マッピングを試みた。実験からは、波形解析を行うのに十分なS/N比を持つ光学シグナルが得られ、終脳内におけるニューロンの活動電位、興奮性シナプス後電位を分離することに成功した。次に、孵卵10日の標本だけでなく、さまざまな発生段階の標本を用いて、その機能発生・構築過程を調べた。終脳における嗅神経関連の神経回路網の機能発生、発達について、基本的なデータを得ることができた。機能マッピンと形態マッピングとの比較を目的として、蛍光トレーサー（DiI）を嗅神経に付着させて、その広がりを観察した。終脳内の嗅覚神経回路網を構成する構造体（梨状皮質、前嗅核、嗅結節、扁桃体、海馬体、分界条床核など）の完全な同定にはまだ至らなかったが、次年度以降の研究展開により、その同定が可能であろうと予測することができた。

The purpose of this study is to clarify the functional development/construction of olfactory neural network at the end of fetal life. The research methods include: (1) membrane potential-sensitive pigment, membrane potential-sensitive pigment, membrane potential- The basic principles of functional development/construction of olfactory circuits are discussed in detail, including the comparison of the development of individual biological systems, and the solution of this problem. In the fourth year of the order, the embryo "N. I-olfactory bulb-terminal" was used to perform the test. The membrane potential of the 10-day-old plum is sensitive to the dye, the olfactory nerve is attracted to the electrode, and the olfactory nerve circuit network in the terminal is connected to the same field. "Optical sectioning" The S/N ratio of the waveform analysis is very high, and the activity potential and excitability of the waveform analysis are successfully separated. In the second stage, 10 days of incubation, the development stage of the seed is used, and the functional development and construction process is adjusted. Finally, the function of the neural network related to the olfactory system is developed, and the basic data is obtained. The purpose of the test is to test the quality of the product. The olfactory circuit network in the terminal brain constitutes the structure (piriform cortex, anterior olfactory nucleus, olfactory tubercle, tonsil, hippocampus, demarcation striatum nucleus), and the research is carried out in the following year.