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。

这项研究旨在阐明胎儿阶段端脑嗅觉神经网络的开发/建设过程。研究方法包括结合1）使用膜电位蛋白传感器的膜电位敏感染料和神经元潜在活性的多面分析，以及使用基于碳酸的荧光染料和若丹明右兰素的形态学映射。具体而言，首先，我们将从早期阶段与鸡肉胚胎实验的嗅觉神经回路功能开发/构建过程的基本概况，然后将实验主体传播到大鼠/小鼠胎儿，并比较来自发作和系统发育方面的数据以阐明主要主题。在2022年，使用鸡胚胎“ N.i-folfactory Bulb-temphelaid Stampaloid”进行了实验。首先，用膜电位敏感染料染色10天的试样，并用抽吸电极刺激嗅觉神经，以鉴定远导脑中与嗅觉神经网络有关的反应区域。此外，通过组合“光学截面”来尝试光学三维功能映射。这些实验提供了一个足以执行波形分析的信噪比的光学信号，并成功地将神经元的动作电位和兴奋性突触后电位分开。接下来，不仅可以从10天孵化的标本，而且使用各个开发阶段的标本来研究开发和施工过程。获得了有关端脑中嗅觉神经相关神经网络功能发展和开发的基本数据。为了比较功能映射和形态学映射，荧光示踪剂（DII）附着在嗅觉神经上，并观察到其扩散。尽管完全鉴定了构成端脑中嗅觉神经网络的结构（梨状皮层，前菲尔德核，嗅觉结节，杏仁核，海马核和海马核和锻造核的结构尚未实现，但尚未实现下一年的发展，因此可以预测这些发展是可以预测的。