海馬奮奮性シナブス後反応の樹状突起内能動的伝導の検討

• Project/Area Number: 08270204
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 梅宮 政志 東北大学, 医学部, 助手 (50271911)
• Project Period (FY): 1995 – 1996
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1996)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 1996: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: シナプス電流 / グルタミン酸受容体 / ラット / 培養神経細胞 / 樹状突起 / カルシウムイメージング

Research Abstract

哺乳動物の中枢神経系興奮性をシナブスの単一シナプスレベルでの性質を研究するため、ラット大脳皮質よりえられた培養神経細胞を用いカルシウムイメージングによる樹上突起内のカルシウム濃度測定とシナブス電流の同時記録を行った。中枢神経系の神経伝達物質はグルタミン酸で、グルタミン酸受容体は非イオン選択的なイオンチャンネルを活性化するnon-NMDA型受容体とカルシウム透過性のイオンチャンネルを活性化するNMDA受容体の2種類に分類されている。今回の実験ではマグネシウム非存在下でシナブス前細胞を細胞外から電気的に刺激、シナブス後細胞の樹上突起上のNMDA受容体を介したシナブス部位のカルシウム上昇によりシナブス部位を確認し、同時にWhole-cell電極からNMDA受容体とnon-NMDA受容体を介したシナプス電流を記録した。中枢神経系のシナプス伝達は個々の事象において変動がみられることが知られていたが、この変動が単一シナプスの反応の変動なのか、単一シナプスでは反応は一定で多数のシナプス間での反応するシナプスの数の起因するのかは知られていなかった。細胞外からの軸策の刺激により樹状突起内に数個所の局所的な一過性のカルシウム上昇が観察され、そのカルシウム上昇と同時に内向きのシナプス電流が記録された。カルシウム上昇とシナプス電流は2相性で遅い反応はNMDA受容体の拮抗薬で阻害され、同一シナプスの反応を記録していることが確認できた。さらにnon-NMDA受容体、カルシウム上昇ともに事象毎に反応の大きさに変動が見られた。今回の実験結果より単一シナプスレベルにおいてもシナプスレベルにおいてもシナプス反応に変動があることが確認できた。