成長・発達過程の脊髄におけるグリシンとGABAの共放出の機序と生理的意義の解明

• Project/Area Number: 17700367
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Neurophysiology and muscle physiology
• Research Institution: Hamamatsu University School of Medicine
• Principal Investigator: 窪田 寿彦 浜松医大, 医学部, 助手 (80377746)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000); Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2005: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: GABA / グリシン / 共放出 / 脊髄 / SDCN

Research Abstract

<研究目的>
ラット脊髄のSDCN神経細胞へ投射する神経終末部からは、グリシンとGABAが共放出(co-release)される。申請者はこの共放出には神経終末部内に存在するシナプス小胞周辺部のグリシンとGABAの量的な違いが重要であることをすでに見出している。本研究は成長と発達を視野に入れ、SDCNにおけるグリシンとGABAの共放出の出現が、加齢に伴いどの様に変化して、共放出に関する修飾機構はどの様に変化していくかを解明する目的で行う。グリシンとGABAの共放出の加齢に伴う変化、グリシンとGABAがシナプス小胞に最充填される際の加齢に伴う違い、共放出を制御する膜電位依存性Ca^<2->チャネル、セカンドメッセンジャーが加齢共に共放出をどの様に修飾していくのかを検討を行っていくものである。
出生直後(P=0)から生後30日(P=30)までにおいて、ラットの脊髄における加齢によるグリシンとGABAの共放出の出現頻度の変化を、グリシン・GABA・共放出の各々において検討を行った。日齢;P=1,5,10,15,20,の各々の日数において、脊髄仙髄背側交連核(SDCN)を含む脊髄スライス標本を作製した後、スライスパッチクランプで膜電位を固定して自発性抑制性シナプス後電流(mIPSC)を記録し、各日齢におけるグリシン・GABA・共放出の発現頻度について見当を行った。グリシンとGABAの放出・応答の差異は、それぞれの受容体阻害薬を用いることで判別ができ、さらにはピーク電流後の減衰時間(Decay time)がグリシンは速い(約10-15ms)のに対して、GABAは遅い(約35-45ms)という特徴から判断できる。共放出の場合は両者が混在するために、グリシンとGABAの合成パターンとなる。その結果、日齢;P=1ではSDCNからのGABAの放出頻度は高くグリシンの放出頻度が低にも関わらず、GABAとグリシンの共放出の頻度はある程度見られることがわかった。その後日齢が進むにつれ、GABAの放出頻度は次第に減少する傾向を示す一方、グリシンの放出頻度は増加傾向を示した。また、GABAとグリシンの共放出の発現頻度は緩除な減少傾向を示すことが判明した。この傾向をさらに長期的にかる詳しく解析する目的で、胎生期;E=17-18,日齢;P=25,30,40のラットのSDCNにおけるグリシン・GABA・グリシンとGABAの共放出に関して更に詳しい解析を行っているところである。