海馬シナプスにおける神経活動依存的な伝達物質スイッチング

• Project/Area Number: 18021001
• 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 Hokkaido University, 大学院・医学研究科, 教授 (10194979)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥7,600,000 (Direct Cost: ¥7,600,000); Fiscal Year 2007: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,900,000); Fiscal Year 2006: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
• Keywords: 海馬 / シナプス伝達 / グルタミン酸 / GABA

Research Abstract

海馬苔状線維シナプスが、興奮性伝達物質であるグルタミン酸に加えて抑制性伝達物質であるGABAを放出するとの仮説が提唱されている。このグルタミン酸シナプスからのGABA放出は幼弱期にのみ生じ、成熟脳では消失するが、成熟脳でもてんかん原性の獲得に伴い再出現することから、神経伝達物質モダリティーの可塑性としても興味深い。本研究では、このうち幼弱期海馬苔状線維シナプスにおける「グルタミン酸・GABA共放出仮説」の妥当性について詳細な電気生理的・免疫組織化学的な再検討を行い、「グルタミン酸・GABA共放出仮説」を棄却する結果を得た。すなわち、これまでに報告された歯状回顆粒細胞層刺激によるGABA性IPSPは抑制性介在ニューロンの共刺激によるものであり、弱い刺激強度を用いて苔状線維を選択的に刺激した際にはIPSPは生じなかった。また、グルタミン酸シナプスである苔状線維終末にはGABAおよび合成酵素GADがわずかに発現するが、小胞放出に不可欠なVGATはほとんど発現していなかった。幼弱期の海馬苔状線維終末はGABAを合成することができるが、放出できないと考えた。今後は、もう一つの興味深い仮説である、てんかん原性獲得に伴う成体脳でのGABA放出の再出現の可能性について、電気生理学的な解析ならびにGABAシグナリングに関わるGABA、GAD、VGATなどの分子の免疫組織学的解析により検討していきたい。

Research Products

• [Journal Article] Evidence against GABA release from glutamatergic mossy fiber terminals in the developing hippocampus (2007)
  • Author(s): Uchigashima, M., et. al.
  • Journal Title: Journal of Neuroscience 27 Pages: 8088-8100
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Interactions between plexin-A2, plexin-A4 and semaphoring 6A control lamina-restricted projection of hippocampal mossy fibers (2007)
  • Author(s): Suto, F. et al.
  • Journal Title: Neuron 53・4 Pages: 535-547
• [Journal Article] Abundant distribution of TARP gamma-8 in synaptic and extrasynaptic surface of hippocampal neurons and its major role in AMPA receptor expression on spines and dendrites (2006)
  • Author(s): Fukaya, M. et al.
  • Journal Title: European Journal of Neuroscience 24・8 Pages: 2177-2190
• [Journal Article] Localization of diacylglycerol lipase-alpha around postsynaptic spine suggests close proximity between production site of an endocannabinoid, 2-arachidonoyl-glycerol, and presynaptic cannabinoid CB1 receptor (2006)
  • Author(s): Yoshida, T. et al.
  • Journal Title: Journal of Neuroscience 26・18 Pages: 4740-4751
• [Journal Article] Rab3 GTPase-activating protein regulates synaptic transmission and plasticity through the inactivation of Rab3 (2006)
  • Author(s): Sakane, A. et al.
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 103・26 Pages: 10029-10034
• [Presentation] カルシウムストアと海馬プレシナプス可塑性 (2007)
  • Author(s): 神谷温之
  • Organizer: 第30回日本神経科学学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜)
  • Year and Date: 2007-09-11