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脳梁膨大後部皮質における神経興奮性の制御

高, 夢璇 東京大学 DOI:10.15083/0002007115

2023.03.24

概要

審 査 の 結 果 の





脳梁膨大後部皮質における神経興奮性の制御







夢破

脳梁膨大後部皮質(retrosplenialcortex, RSC)は、 哺乳動物において共通して存在する大脳皮
質の亜領域であり、空間ナビゲ ー ションや感覚俯報の処理、エピソ ー ド記憶、将来の出来事の想
像など、様々な認知機能に関わることが知られている。RSCが海罵支脚(subiculum)や頭頂葉、
前頭前野、 視床など、 多くの脳部位と神経連絡を持つことが報告されていることから、RSC は
多様な入力を受け取って情報を統合する「中継」として、様々な脳機能に関与すると考えられて
いる。 近年の研究により、 海馬において 鋭波リップル(sharp wave-ripple, SWR)という記憶の
固定化に関連する脳波が生じるとき、RSC が海馬の情報を皮質に伝達する架け橋を担うことが
示唆されている。
脳機能を生み出す基盤となるのは、個々の神経細胞が繋がった神経回路である。 しかし、RSC
においては個々の神経細胞や微小神経回路のレベルの知見が未だに少ない。これまでに、海馬の
鋭波リップルが RSCの顆粒性領域(granular RSC, gRSC)において層特異的な応答を引き起こ
すことが明らかとされてきた。 また、gRSCの神経細胞自体も、電流注入に応じて細胞層ごとに
活動パタ ー ンが異なることが知られている。本論文では、鋭波リップル発生時に神経活動が増大
するgRSCの2/3層に着目し、 これらの神経細胞の電気生理学的特性、および海馬から入力を受
け取ったときの応答を解明することを目的としている。
本論文における主な結果は以下である。
I. gRSC2/3層の神経細胞はプライミング刺激により発火潜時が短くなる
裔はマウスから作製された急性脳切片を用いて、in vitroパッチクランプ法によりgRSC2/3層
の神経細胞からホ ー ルセル記録を行った。神経細胞に電流を注入する同時に、細胞の応答として
膜電位の変化を計測している。 電流注入の開始時刻から、細胞が活動電位(発火)を示すまでの
時間は発火潜時と呼ばれ、 神経興奮の遅さの指標となる。gRSC2/3 層の神経細胞が電流注入に
応じて、ランプ状の脱分極と比較的に長い発火潜時を示し、late-spiking という特性を持つことが
知られている 。そこで、潜時が細胞の直前の活動によって調節されるかを調べるために、細胞に
短い電流を予め注入し(プライミング剌激)、 間隔を置いて二回目の電流注入を行った。 プライ
ミング刺激を行うことによって、 細胞の発火潜時が有意に短くなった。
2. gRSC2/3層の神経細胞には促通的なプライミング効果が観察される
上記の結果から、gRSC2/3層の神経細胞において、 先行的な電流注入が細胞の発火潜時を短
縮させることを明らかにした。次に、高はプライミング刺激と後続の刺激との時間間隔を変化さ
せ、発火潜時との関連を調べたところ、 二 回の電流注入の間隔が短いほど、発火潜時も短くなる
傾向が見られた。同じプライミング効果がほかの脳領域においても共通的に観察されるかを知る
ために、gRSCの5層および前帯状皮質の2/3層、海馬CAl野、 嗅周皮質の6層に対して、 同様
なプロトコ ー ルにより検証を行った。その結果、いずれの脳領域においても、 プライミング刺激

この論文で使われている画像

参考文献

Alexander AS, Nitz DA. 2015. Retrosplenial cortex maps the conjunction of internal and

external spaces. Nat Neurosci. 18:1143-1151.

Alexander AS, Nitz DA. 2017. Spatially Periodic Activation Patterns of Retrosplenial

Cortex Encode Route Sub-spaces and Distance Traveled. Curr Biol. 27:1551-1560.e1554.

Brennan EKW, Sudhakar SK, Jedrasiak-Cape I, John TT, Ahmed OJ. 2020.

Hyperexcitable Neurons Enable Precise and Persistent Information Encoding in the

Superficial Retrosplenial Cortex. Cell Rep. 30:1598-1612.e1598.

Cembrowski MS, Phillips MG, DiLisio SF, Shields BC, Winnubst J, Chandrashekar J,

Bas E, Spruston N. 2018. Dissociable Structural and Functional Hippocampal Outputs

via Distinct Subiculum Cell Classes. Cell. 173:1280-1292.e1218.

Chase SM, Young ED. 2007. First-spike latency information in single neurons increases

when referenced to population onset. Proc Natl Acad Sci U S A. 104:5175-5180.

Chen LL, Lin LH, Green EJ, Barnes CA, McNaughton BL. 1994. Head-direction cells in

the rat posterior cortex. I. Anatomical distribution and behavioral modulation. Exp Brain

Res. 101:8-23.

Corcoran KA, Donnan MD, Tronson NC, Guzmán YF, Gao C, Jovasevic V, Guedea AL,

Radulovic J. 2011. NMDA receptors in retrosplenial cortex are necessary for retrieval of

recent and remote context fear memory. J Neurosci. 31:11655-11659.

Czajkowski R, Jayaprakash B, Wiltgen B, Rogerson T, Guzman-Karlsson MC, Barth AL,

Trachtenberg JT, Silva AJ. 2014. Encoding and storage of spatial information in the

retrosplenial cortex. Proc Natl Acad Sci U S A. 111:8661-8666.

Davidson TJ, Kloosterman F, Wilson MA. 2009. Hippocampal replay of extended

experience. Neuron. 63:497-507.

Funayama K, Minamisawa G, Matsumoto N, Ban H, Chan AW, Matsuki N, Murphy TH,

Ikegaya Y. 2015. Neocortical rebound depolarization enhances visual perception. PLoS

Biol. 13:e1002231.

Gautrais J, Thorpe S. 1998. Rate coding versus temporal order coding: a theoretical

45

approach. Biosystems. 48:57-65.

Ha GE, Cheong E. 2017. Spike Frequency Adaptation in Neurons of the Central Nervous

System. Exp Neurobiol. 26:179-185.

Hattori R, Danskin B, Babic Z, Mlynaryk N, Komiyama T. 2019. Area-Specificity and

Plasticity of History-Dependent Value Coding During Learning. Cell. 177:18581872.e1815.

Huang WC, Xiao S, Huang F, Harfe BD, Jan YN, Jan LY. 2012. Calcium-activated

chloride channels (CaCCs) regulate action potential and synaptic response in

hippocampal neurons. Neuron. 74:179-192.

Isaacson JS, Scanziani M. 2011. How inhibition shapes cortical activity. Neuron. 72:231243.

Ishikawa D, Matsumoto N, Sakaguchi T, Matsuki N, Ikegaya Y. 2014. Operant

conditioning of synaptic and spiking activity patterns in single hippocampal neurons. J

Neurosci. 34:5044-5053.

Keene CS, Bucci DJ. 2008. Contributions of the retrosplenial and posterior parietal

cortices to cue-specific and contextual fear conditioning. Behav Neurosci. 122:89-97.

Kurotani T, Miyashita T, Wintzer M, Konishi T, Sakai K, Ichinohe N, Rockland KS. 2013.

Pyramidal neurons in the superficial layers of rat retrosplenial cortex exhibit a latespiking firing property. Brain Struct Funct. 218:239-254.

Mao D, Kandler S, McNaughton BL, Bonin V. 2017. Sparse orthogonal population

representation of spatial context in the retrosplenial cortex. Nat Commun. 8:243.

Nitzan N, McKenzie S, Beed P, English DF, Oldani S, Tukker JJ, Buzsáki G, Schmitz D.

2020. Propagation of hippocampal ripples to the neocortex by way of a subiculumretrosplenial pathway. Nat Commun. 11:1947.

Nixima K, Okanoya K, Ichinohe N, Kurotani T. 2017. Fast voltage-sensitive dye imaging

of excitatory and inhibitory synaptic transmission in the rat granular retrosplenial cortex.

J Neurophysiol. 118:1784-1799.

Nixima K, Okanoya K, Kurotani T. 2013. Current source-density analysis of intracortical

46

circuit in the granular retrosplenial cortex of rats: a possible role in stimulus time

buffering. Neurosci Res. 76:52-57.

Opalka AN, Huang WQ, Liu J, Liang H, Wang DV. 2020. Hippocampal Ripple

Coordinates Retrosplenial Inhibitory Neurons during Slow-Wave Sleep. Cell Rep.

30:432-441.e433.

Rezazadeh S, Kurata HT, Claydon TW, Kehl SJ, Fedida D. 2007. An activation gating

switch in Kv1.2 is localized to a threonine residue in the S2-S3 linker. Biophys J. 93:41734186.

Tamás G, Lorincz A, Simon A, Szabadics J. 2003. Identified sources and targets of slow

inhibition in the neocortex. Science. 299:1902-1905.

Vann SD, Aggleton JP, Maguire EA. 2009. What does the retrosplenial cortex do? Nat

Rev Neurosci. 10:792-802.

Vann SD, Kristina Wilton LA, Muir JL, Aggleton JP. 2003. Testing the importance of the

caudal retrosplenial cortex for spatial memory in rats. Behav Brain Res. 140:107-118.

Vocke K, Dauner K, Hahn A, Ulbrich A, Broecker J, Keller S, Frings S, Möhrlen F. 2013.

Calmodulin-dependent activation and inactivation of anoctamin calcium-gated chloride

channels. J Gen Physiol. 142:381-404.

Yamawaki N, Corcoran KA, Guedea AL, Shepherd GMG, Radulovic J. 2019. Differential

Contributions of Glutamatergic Hippocampal→Retrosplenial Cortical Projections to the

Formation and Persistence of Context Memories. Cereb Cortex. 29:2728-2736.

Yamawaki N, Li X, Lambot L, Ren LY, Radulovic J, Shepherd GMG. 2019. Long-range

inhibitory intersection of a retrosplenial thalamocortical circuit by apical tuft-targeting

CA1 neurons. Nat Neurosci. 22:618-626.

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7.謝辞

本研究を行うにあたり、いつも親身にご指導・ご鞭撻を賜りました、東京大

学大学院薬学系研究科薬品作用学教室の池谷裕二 教授に、心よりお礼申し上げ

ます。学部 4 年生として研究室に配属されて以来、研究において多くのことを

教えてくれて、またいつも温かく励ましてくださいました。池谷先生に出会っ

て、薬作で 6 年間の学生生活を過ごしたことは、とても幸運でした。

研究室内でのセミナーをはじめとする議論の場において、研究に対する適切

な御指摘・御助言を賜りました、東京大学大学院薬学系研究科薬品作用学教室

の小山隆太 准教授、佐々木拓哉 特任准教授、中嶋藍 助教、松本信圭 助教、お

よび 化学物質安全性評価システム構築教室の竹内春樹 准教授に心より感謝致し

ます。

本研究を行うにあたり、in vivo 実験のデータを集めていただきました、東京

大学大学院薬学系研究科薬品作用学教室 野口朝子さんに心より御礼を申し上げ

ます。

池谷グループとして、本研究をあらゆる面からサポートしていただき、また

多くの助言をいただきました東京大学 大学院薬学系研究科 薬品作用学教室卒業

乘本裕明、坂口哲也、宮脇健行、阿部麗実、岩嵜諭嗣、岡田真実、岡本和

樹、牧野健一、大内彩子、渡邊裕亮 各氏に心より御礼を申し上げます。特にパ

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ッチクランプ法を習得していた際、岡本さんから多くのご指導や励ましの言葉

を頂き、大変感謝しております。

池谷グループとして、本研究をあらゆる面からサポートしていただき、また

多くの助言をいただきました東京大学 大学院薬学系研究科 薬品作用学教室

口朝子、八幡洋輔、佐藤元重、佐藤由宇、鹿島哲彦、宗宮聡、水野博之 各氏に

心より御礼を申し上げます。後輩の皆さまの更なるご活躍を心よりお祈り申し

上げます。

日々共に過ごし、支えてくれた東京大学

大学院薬学系研究科

薬品作用学

教室の同期、先輩、後輩の皆様に心より御礼を申し上げます。席が隣の周至文

さんがよく話し相手をしてくださり、研究に関して多くの助言を賜りました。

大変ありがとうございました。

最後に、研究生活に理解を示し、私を支え続けてくれた大切な家族と友人に

謹んで感謝の意を表します。コロナという大変な時期、家族と会えない日々が

続きますが、いつも温かく見守ってくれて本当にありがとうございました。

以上のすべての方々に、謹んで感謝の意を表し、本博士論文の結びといたし

ます。

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