(cache) 津本忠治, M.D., Ph.D. | 研究室エクスプローラー | 理化学研究所脳科学総合研究センター（理研BSI）

津本 (つもと) 忠治( ただはる)（つもとただはる）, M.D., Ph.D.

- 大脳皮質視覚野の神経回路が経験に応じて可塑的に変化するメカニズムの包括的解明を目指している。

大脳皮質回路可塑性研究チーム

シニア・チームリーダー

Visual cortical plasticity, Two-photon functional imaging

脳内の神経回路網は固定的なものではなく神経活動に応じて変化します。この神経回路網の活動依存的変化が学習、記憶等の高次脳機能の基礎にあると想定されています。生後発達期における大脳皮質視覚野はこのような神経回路網の活動依存的変化がHubelと Wieselの以下の発見以来最もよく研究されてきた領域です：仔ネコの片目を遮蔽すると大脳視覚野においてニューロンの両眼反応性や眼優位コラムに長期持続的な変化を生じます。

このような生後発達初期の入力が大脳視覚野神経回路網の機能と形態を変えるメカニズム解明のため、当研究チームでは以下のような研究を行っています。

1）大脳皮質のニューロンは興奮伝達に関与するグルタミン酸作動性のニューロンと抑制に関与するガンマアミノ酪酸（gamma-amino butyric acid, 略称GABA）作動性ニューロンに大別されます。当研究チームでは、興奮性と抑制性ニューロンそれぞれの大脳視覚野回路可塑性における役割解明に焦点を当てています。具体的には、GABAニューロンが緑色蛍光を発する遺伝子改変動物に2光子レーザ走査顕微鏡を適用し、片目遮蔽などの入力変化によってGABAニューロンと興奮性ニューロンの機能や形態がそれぞれどのように変化するかをイメージングで解析し、可塑的変化の動態とそのメカニズム解明を目指しています。

2）シナプス入力の一時的変化が如何にしてシナプス機能の持続的変化をもたらすか？当研究チームでは脳由来神経栄養因子（Brain-derived neurotrophic factor, 略称 BDNF）が電気活動に応じて神経突起末端から放出されシナプス長期増強(LTP)に関与していること及び内因性カンナビノイド（endocannabinoid, 略称eCB)がシナプス長期抑圧(LTD)に関与していることを見出し、BDNFやeCBが視覚野の可塑性に関与している可能性を報告しました。現在、このBDNFやeCBがどのようにして大脳視覚野シナプスの機能に持続的変化を起こすのか、そのメカニズム解明を目指しています。

Endogenous BDNF (red) transferred from presynaptic axons (green) to a postsynaptic neuron (blue). Chimera culture of cerebral cortical neurons prepared from GFP and BDNF knockout mice

1

Sarihi A, Mirnajafi-Zadeh J, Jiang B, Sohya K, Safari M-S, Arami M, and Yanagawa,Tsumoto T: "Cell type-specific, presynaptic LTP of inhibitory synapses on fast-spiking GABAergic neurons in the mouse visual cortex.", J. Neurosci., in press. (2012)
2

Takahashi H, Katayama, K, Sohya K, Miyamoto H, Prasad T, Matsumoto Y, Ota M, Yasuda H, Tsumoto T, Aruga J, and Craig AM: "Selective control of inhibitory synapse development by Slitrk3-PTPδ trans-synaptic interaction.", Nature Neurosci., 15, 389-398 (2012)
3

Jiang B, Huang S, de Pasquale R, Millman D, Song L, Lee HK, Tsumoto T*, and Kirkwood A* (*: co-corresponding authors): "The maturation of GABAergic transmission in visual cortex requires endocannabinoid-mediated LTD of inhibitory inputs during a critical period.", Neuron, 66(2), 248-59 (2010)
4

Hama Y, Shiraki K, Yoshida Y, Maruyama A, Yasuda M, Tsuda M, Honda M, Takahashi M, Higuchi H, Takasaki I, Daikoku T, and Tsumoto T: "Antibody to varicella-zoster virus immediate-early protein 62 augments allodynia in zoster via brain-derived neurotrophic factor.", J Virol, 84(3), 1616-24 (2010)
5

Kameyama K, Sohya K, Ebina T, Fukuda A, Yanagawa Y, and Tsumoto T: "Difference in binocularity and ocular dominance plasticity between GABAergic and excitatory cortical neurons.", J Neurosci, 30(4), 1551-9 (2010)
6

Huang Y, Yasuda H, Sarihi A, and Tsumoto T: "Roles of endocannabinoids in heterosynaptic long-term depression of excitatory synaptic transmission in visual cortex of young mice.", J Neurosci, 28(28), 7074-83 (2008)
7

Yasuda H, Huang Y, and Tsumoto T: "Regulation of excitability and plasticity by endocannabinoids and PKA in developing hippocampus.", Proc Natl Acad Sci U S A, 105(8), 3106-3111 (2008)
8

Sarihi A, Jiang B, Komaki A, Sohya K, Yanagawa Y, and Tsumoto T: "Metabotropic glutamate receptor type 5-dependent long-term potentiation of excitatory synapses on fast-spiking GABAergic neurons in mouse visual cortex.", J Neurosci, 28(5), 1224-35 (2008)
9

Kohara K, Yasuda H, Huang Y, Adachi N, Sohya K, and Tsumoto T: "A local reduction in cortical GABAergic synapses after a loss of endogenous brain-derived neurotrophic factor, as revealed by single-cell gene knock-out method.", J Neurosci, 27(27), 7234-44 (2007)
10

Sohya K, Kameyama K, Yanagawa Y, Obata K, and Tsumoto T: "GABAergic neurons are less selective to stimulus orientation than excitatory neurons in layer II/III of visual cortex, as revealed by in vivo functional Ca2+ imaging in transgenic mice.", J Neurosci, 27(8), 2145-2149 (2007)

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