大脳皮質ＶＩＰ陽性抑制性細胞の入出力に関する形態学的解析

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大脳皮質VIP陽性抑制性細胞は、現在他の種の抑制性細胞を抑制する、つまり脱抑制することで、皮質内局所回路の活動性を上昇させる役割を担っていることが近年分かり、注目されている。そのことから、VIP細胞への入出力様式を紐解くことで、皮質内局所の活動性制御の理解が進むものと考え、双極細胞と呼ばれるVIP細胞の樹状突起の形状を加味した高解像での解析を、第一次体性感覚皮質バレル野において行った。まず、本研究では、VIP細胞の可視化のために神経細胞特異的・強発現型のウイルスベクターを開発した。これにより従来法では困難であったVIP細胞の遠位樹状突起までも明瞭に可視化することに成功した。このウイルスベクターは本研究のような形態解析の他にも光遺伝学等に応用が期待される。VIP細胞への入力解析について、VIP細胞を駆動する興奮性入力は遠位樹状突起に入っていた。本研究でVIP細胞樹状突起を完全に再構築したところ、第1層に伸びる樹状突起が特に発達していることが分かっており、他領野からの皮質投射や、非中継核からの視床投射によりVIP細胞が駆動されることが分かった。さらに、抑制性入力については、遠位樹状突起はSOM細胞、傍細胞体はPV細胞により抑制を受けていることが分かり、これは興奮性錐体細胞への抑制支配と同様であった。VIP細胞の樹状突起は、遠位樹状突起と傍細胞体コンパートメントで後シナプス計算処理が異なることが分かっており、上記のコンパートメント毎に異なる前シナプス入力は、後シナプスでダイナミックな計算処理を施されることも推察された。さらに、VIP細胞はバレル野のセプタと呼ばれる領域に好んで出力していることも判明し、皮質局所回路の活動性上昇に特化した軸索展開をしているものと推察された。これらのVIP細胞への入出力解析から、VIP細胞は脱抑制回路を介して皮質局所回路の活動性制御に適した形態をしていると考えられた。