成熟したオスのシマウマフィンチの歌回路におけるセロトニンの発現

Serotonin expression in the song circuitry of adult male zebra finches.

• Ping K Yip
• Magdalena Schmitzberger
• Mohammed Al-Hasan
• Julia George
• Elina Tripoliti
• Adina T Michael-Titus
• David Clayton
• John V Priestley

抄録

セロトニンは脳の重要な神経伝達物質であるが、歌の制御におけるその役割は完全に実証されたままである。歌の学習と生産能力を持っている雄シマウマフィンチ（Taeniopygia guttata）を使用して、我々は免疫組織化学を使用して歌の核と隣接領域（歌の周辺核）のセロトニンの発現レベルを分析した。キーとなる歌核は、ZEBrAアトラスを参考に、Hoechst、コリンアセチルトランスフェラーゼ、ニューロフィラメント(NN18)マーカーの組み合わせを用いて同定した。平均セロトニン発現は、界面核（Nif）で最も高く、他の歌核では以下の順に低かった（高い順に先に）。顔面間核(Nif) ＞ エリアX ＞ 襟間核の背側部(DM) ＞ 頑健な弓状核(RA) ＞ 側方大細胞核(LMAN) ＞ その他の歌核では、以下の順でセロトニンの発現が低くなった。腹部呼吸群（ＶＲＧ）＞内側視床背外側核（ＤＬＭ）＞ＨＶＣ核（仮称）＞気管シリンジ運動核（ｎＸＩＩＩｔｓ）。しかし、歌周辺核領域における平均セロトニン発現量（高い順）は、peri-DM＞peri-nXIIts＞supra-peri-HVC＞peri-RA＞peri-DLM＞peri-area X＞infra-peri-HVC＞peri-VRG＞peri-LMAN＞peri-Nifであった。興味深いことに、セロトニンまたはセロトニントランスポーターを免疫染色したセロトニン線維は、コリン作動性細胞体を取り囲むバスケット状の神経周囲構造として見出され、ドーパミン作動性ニューロンに接触しているように見える。以上のことから、セロトニン線維は離散的な歌核と歌核周辺領域に存在しており、セロトニンが歌の制御に直接的および／または調節的な役割を果たしている可能性が示唆される。

Serotonin is an important neurotransmitter of the brain, but its role in song control remains to be fully demonstrated. Using male zebra finches (Taeniopygia guttata) that have song learning and production capabilities, we analysed the serotonin expression levels in the song nuclei and adjacent areas (peri-song nuclei) using immunohistochemistry. Key song nuclei were identified using combinations of Hoechst, choline acetyltransferase, and a neurofilament (NN18) marker in reference to the ZEBrA atlas. Mean serotonin expression was highest in interfacial nucleus (Nif) and lower in the other song nuclei in the following order (in order of highest first): interfacial nucleus (Nif) > Area X > dorsomedial part of the intercollicular nucelus (DM) > robust nucleus of the archistriatum (RA) > lateral magnocellular nucleus of the anterior neostriatum (LMAN) > ventral respiratory group (VRG) > dorsolateral nucleus of the medial thalamus (DLM) > the nucleus HVC (proper name) > tracheosyringeal motor nucleus (nXIIts). However, the mean serotonin expression (in order of highest first) in the peri-song nuclei regions was: peri-DM > peri-nXIIts > supra-peri-HVC > peri-RA > peri-DLM > peri-area X > infra-peri-HVC > peri-VRG > peri-LMAN > peri-Nif. Interestingly, serotoninergic fibers immunostained for serotonin or the serotonin transporter can be found as a basket-like peri-neuronal structure surrounding cholinergic cell bodies, and appear to form contacts onto dopaminergic neurones. In summary, serotonin fibers are present at discrete song nuclei, and peri-song nuclei regions, which suggest serotonin may have a direct and/or modulatory role in song control.

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