どっちの活動？視床か皮質か両方か。

論文紹介#6
出身ラボから論文が出てました〜。
ちょっと紹介すんのが遅いんちゃうんとか言われそうですが、早速紹介。

Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Apr 5.
Role of pre- and postsynaptic activity in thalamocortical axon branching.
Yamada A, Uesaka N, Hayano Y, Tabata T, Kano M, Yamamoto N.

　神経回路ができあがるときに、軸索の枝分かれなどの神経細胞の「かたち」は自身の電気的な活動によって影響を受けます。これまでに筆者らのグループの視床皮質共培養系を用いた研究によって、視覚入力の中継核である視床から大脳皮質に投射する軸索（視床皮質軸索）は視床及び大脳皮質の神経活動が失われた状態では（ほとんど）枝分かれを生じないことが明らかにされていました。つまり、視床皮質軸索の枝分かれは神経細胞の活動依存的に形作られていくということですね。（もちろん活動非依存的な仕組みもありますよ。）
　ここで登場する神経細胞はとてもおおざっぱに分けると二種類です。軸索をのばしている視床の細胞と軸索が到達する先の大脳皮質の細胞です。これまでの研究では視床と大脳皮質の両方の活動を一度に止めてしまっていたので、視床か大脳皮質かそれともその両方の活動が必要なのかは不明でした。
　今回の論文で山田らは、Inward rectifier potassium channel 2.1(Kir2.1)という内向き整流性カリウムチャネルを視床または大脳皮質の細胞に強制発現させることで、それぞれ独立に活動を抑制することに成功したんですね〜。このKir2.1の発現プラスミドを子宮内電気穿孔法(in utero electroporation)と切片局所電気穿孔法(Single cell electroporation in cultured slices)という二つの電気穿孔法、いわゆるエレクトロポレーションを使って大脳皮質と視床のそれぞれの細胞に導入しました。視床軸索の「かたち」を見るためには、enhanced yellow fluorescent protein(eYFP。かの有名な緑色蛍光タンパク質、GFPの変異体。ちょっと黄色っぽい蛍光を発するからYFP。それの蛍光が強いタイプなのでenhanced。)という蛍光タンパク質を切片局所電気穿孔法で視床細胞に導入してます。(この実験手法はLi et al., 2010のmHRPとものすごく相性がよさそう。)
　んで、視床か大脳皮質にKir2.1入れて、視床にeYFP入れて、視床と皮質を一緒に二週間ほど培養する。と。まぁなんとも手間のかかる実験ですこと。実際どうなったかは論文を見ていただくとして、ここでは結論だけ書いて締めとしましょう。（んで、どうなん？）

両方必要です。

ほなまた

参考文献

○筆者らのグループの視床皮質共培養系を用いた研究
Science. 1989 Jul 14;245(4914):192-4.
Neural connections between the lateral geniculate nucleus and visual cortex in vitro.
Yamamoto N, Kurotani T, Toyama K.
J Neurosci. 2007 May 9;27(19):5215-23.
Interplay between laminar specificity and activity-dependent mechanisms of thalamocortical axon branching.
Uesaka N, Hayano Y, Yamada A, Yamamoto N.

○内向き整流性カリウムチャネルを使った以前の研究
J Neurosci. 1999 Mar 1;19(5):1691-7.
Inducible genetic suppression of neuronal excitability.
Johns DC, Marx R, Mains RE, O'Rourke B, Marbán E.

○子宮内電気穿孔法
Neuroscience. 2001;103(4):865-72.
Efficient in utero gene transfer system to the developing mouse brain using electroporation: visualization of neuronal migration in the developing cortex.
Tabata H, Nakajima K.
Dev Biol. 2001 Dec 1;240(1):237-46.
Efficient gene transfer into the embryonic mouse brain using in vivo electroporation.
Saito T, Nakatsuji N.
J Comp Neurol. 2002 Dec 2;454(1):1-14.
In vitro analysis of the origin, migratory behavior, and maturation of cortical pyramidal cells.
Hatanaka Y, Murakami F.

○切片局所電気穿孔法（勝手に付けました）
Dev Growth Differ. 2008 Aug;50(6):475-7. Epub 2008 Apr 16.
Single cell electroporation method for axon tracing in cultured slices.
Uesaka N, Nishiwaki M, Yamamoto N.

○Li et al., 2010のmHRP（このコンストラクトは僕もほしい）
Front Neural Circuits. 2010 Feb 26;4:6.
Membrane targeted horseradish peroxidase as a marker for correlative fluorescence and electron microscopy studies.
Li J, Wang Y, Chiu SL, Cline HT.

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論文紹介#1　局所的なEph密度の上昇がシグナリングを引き起こす。ほか