シンポジウム発表の要旨(川口・窪田):

大脳皮質の局所回路の動作を理解するには、先ずそれがどのような細胞群から構成され、それらがどのように結合しているかを明らかにする必要がある。大脳皮質ニュ−ロンは投射細胞である錐体細胞と介在細胞である非錐体細胞とから成っている。錐体細胞は、体性感覚野・視覚野などで発火様式・投射先などから二種類にわけられ、視床からの入力の仕方も違うことがわかってきた。一方、非錐体細胞は、錐体細胞より形態的にかなり多様な細胞群を含んでいるにもかかわらず、機能的分類は進んでおらず、それらの役割分担も明らかにはなっていない。私たちは、ラット前頭皮質の切片標本を用いて、ホ−ルセル記録・蛍光免疫組織化学を組み合わせて、発火様式の異なるV層の二種類の非錐体細胞が、形態的にも違いがあり、更に、二種類のカルシウム結合蛋白質の発現の仕方にも差があることを報告した。しかしその後、V層より形態的に多種類かつ多数の非錐体細胞を含むII/III層で調べたところ、生理的サブタイプはV層で記録できた二種類だけではないことを見つけた。今回、発火様式・カルシウム結合蛋白質の発現に加えて、ペプチドの含有の仕方も調べることによって、非錐体細胞を大きく5つのグル−プに分けた。また、包埋後免疫組織化学電顕法を用いて、これらの非錐体細胞の終末にGABAがあることを確認した。更に、このように同定したGABA作働性細胞の皮質内軸索分布のパタ−ン及びシナプス結合の様式を調べ、サブタイプの間で比較した。

Physiological and morphological characteristics of nonpyramidal cells in frontal cortex of young rats identified immunohistochemically as containing Ca2+-binding proteins or neuropeptides were studied in vitro by whole cell recording and biocytin injection. Five groups of GABAergic nonpyramidal cells were identified. (I) Parvalbumin fast-spiking (FS) cells with lower input resistances and spikes of short duration. These cells showed abrupt episodes of nonadapting repetitive discharges. (II) Late-spiking (LS) cells exhibiting slowly developing ramp depolarization. Following three groups (IIIa,b,c) contained mostly burst-spiking (BS) or regular-spiking (RS) nonpyramidal cells. (IIIa) Somatostatin cells. Layer V somatostatin were also positive for calbindin D28k. (IIIb) Vasoactive intestinal polypeptide (VIP) cells. (IIIc) Large cholecystokinin (CCK) cells. Each group also had unique morphological characteristics. Our results indicate that neocortical GABAergic cells may be classified by a limited number of criteria. Such a system of characterization will hopefully contribute to an understanding of the fundamental organization of the neocortex.


大脳皮質に関する研究論文のリスト:

Kawaguchi Y. (1992) Receptor subtypes involved in callosally-induced postsynaptic potentials in rat frontal agranular cortex in vitro. Exp. Brain Res. 88: 33-40.

Kawaguchi Y. (1993) Groupings of nonpyramidal and pyramidal cells with specific physiological and morphological characteristics in rat frontal cortex. J. Neurophysiol. 69: 416-431.

Kawaguchi Y., Kubota Y. (1993) Correlation of physiological subgroupings of nonpyramidal cells with parvalbumin- and calbindinD28k-immunoreactive neurons in layer V of rat frontal cortex. J. Neurophysiol. 69: 387-396.

Kubota Y, Hattori R, Yui Y (1994) Three distinct subpopulations of GABAergic neurons in rat frontal agranular cortex. Brain Res 649: 159-173.

Kawaguchi Y. (1995) Physiological subgroups of nonpyramidal cells with specific morphological characteristics in layer II/III of rat frontal cortex. J. Neurosci. 15: 2638-2655.

Kawaguchi Y., Kubota Y. (1995) Local circuit neurons in the frontal cortex and the neostriatum. In: Functions of Cortico-Basal Ganglia Loop. (Kimura M, Graybiel AM, eds), pp 73-88. Tokyo: Springer-Verlag.

Kawaguchi Y., Kubota Y. (1996) Physiological and morphological identification of somatostatin or vasoactive intestinal polypeptide containing cells among GABAergic cell subtypes in rat frontal cortex. J. Neurosci. 16: (in press).


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