海馬シナプスにおけるグルタミン酸・GABA共放出のメカニズム

• Project/Area Number: 17023002
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 神谷 温之 北海道大学, 大学院・医学研究科, 教授 (10194979)
• Project Period (FY): 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥4,100,000 (Direct Cost: ¥4,100,000); Fiscal Year 2005: ¥4,100,000 (Direct Cost: ¥4,100,000)
• Keywords: 海馬 / シナプス伝達 / グルタミン酸 / GABA

Research Abstract

本研究では、幼弱期苔状線維シナプスからのグルタミン酸とGABAが共放出されるとする仮説の妥当性について再検討する目的で、苔状線維刺激により単シナプス性IPSCを惹起する条件について、スライスパッチクランプ法による詳細な電気生理学的検討を行った。生後2ないし3週のマウス海馬スライス標本において、歯状回顆粒細胞層の刺激により生じる応答をCA3野ニューロンからホールセルクランプ法により記録した。同一の刺激電極から強い刺激と弱い刺激を交互に与え、グルタミン酸受容体阻害薬(CNQXとAP5)の効果を比較した。弱い刺激によるシナプス応答はCNQXとAP5の投与により完全に消失したのに対し、強い刺激に対する応答の一部は残存し、この成分はGABA_A受容体阻害薬picrotoxinの追加投与により消失した。また、苔状線維軸索通過部のCA3野透明層の電気刺激による応答は、多くの場合CNQXとAP5により完全に消失せず、picrotoxinの追加投与により消失した。顆粒細胞層の刺激により生じる単シナプス性IPSCは、強い刺激により苔状線維以外、おそらく抑制性介在ニューロンを刺激し、順向性あるいは軸索反射の機構を介してCA3野ニューロンに単シナプス性IPSCを生じたと考えられた。歯状回顆粒細胞層の弱い刺激で選択的に苔状線維を刺激した際には単シナプス性IPSCを生じなかったことから、苔状線維シナプス自身はGABAを放出しない可能性が高い。幼弱期の苔状線維シナプスからグルタミン酸に加えてGABAが共放出されるという仮説は、不適切な実験条件によるアーチファクトであると考えた。