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神経:成熟皮質の樹状突起棘の長期的安定性

Nature 420, 6917 doi: 10.1038/nature01276

シナプスの構造変化は、神経系の発生や可塑性に重要な役割を持つと思われる。哺乳類脳では、興奮性の軸索―樹状突起間シナプスの大部分は樹状突起上の「棘」とよばれる特化構造の上にある。しかし、無傷の発達中または成熟後動物の中で、棘が長期的にどのように変化するかはほとんどわかっていない。この問題に取り組むため、黄色蛍光タンパク質を発現する遺伝子導入マウスの、一次視覚野第5層の錐体ニューロン上に同定した棘について、その生きている動態を追跡するために経頭蓋的二光子画像技術を開発した。この技術により、糸状仮足に似た樹状突起の突出が数時間にわたって伸長したり退縮している様子が、若齢動物には多数認められた。しかし、成熟後にはほとんど認められなくなった。若齢マウスでは、皮質視覚野発達の「臨界期」以内ならば、1か月の間隔をおいて約73%の棘が安定に存続したが、変化のある場合の多くは棘の廃止と関連するものだった。それに対し、成熟後マウスでは約96%という圧倒的多数の棘が同じ期間安定で、棘の半減期は13か月以上となった。これらの結果は、棘は発達初期には可塑的だが成熟後には顕著に安定化することを示しており、これが長期的情報保持の構造的基盤である可能性が高い。

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