樹状突起におけるHCNチャネルの発現と、同時検出の機構解明

Research Project

Project/Area Number	18700381
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Neurophysiology and muscle physiology
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	山田玲 Kyoto University, 医学研究科, 助教 (70422970)
Project Period (FY)	2006 – 2007
Project Status	Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help	¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000) Fiscal Year 2007: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000) Fiscal Year 2006: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Keywords	樹状突起 / HCNチャネル / 同時検出器 / 層状核 / 神経科学 / 生理学
Research Abstract	トリ層状核(NL)神経細胞は両側蝸牛神経核からのシナプス入力の同時検出器として働くことで両耳間時差を検出する。今回HCNチャネルがNL細胞における樹状突起の伝達特性にどのような影響を持つかを調べる目的で、樹状突起が発達しHCNチャネルの発現量も多い、低い特徴周波数(low-CF)領域の細胞を用いてパッチ記録を行った。細胞体で観察されるmEPSCは、コントロール条件では比較的均一な時間経過の分布を示すのに対して、HCNチャネルを薬理学的に阻害するとその時間経過の分布が広がり、HCNチャネルが樹状突起の伝達特性に関わっていることが確認できた。次に樹状突起を可視化した標本を用いて局所への投射線維を選択的に電気刺激したところ、細胞体で観察されるEPSPも刺激部位によらず均一な時間経過を示した。このことからHCNチャネルが樹状突起における入力の統合に寄与していることが示唆された。さらにHCNチャネルを薬理学的に阻害した時のEPSPおよび同時検出制度に対する影響を検討していく予定である。また抑制性入力についても検討したところ、low-CF細胞で観察されるmIPSCは他の領域に比べ4倍早い時間経過を持つことが分かった。また蝸牛神経核からの興奮性投射線維を電気刺激すると、low-CF細胞においてEPSCに数ms遅れてIPSCが観察された。このことは介在神経細胞による時間情報を保持したfeed-forward抑制回路が存在することを示唆する。今後は抑制性入力の性質および分布についても詳細に解析していく予定である。これらのことから、NL細胞における興奮性および抑制性シナプス入力についての詳細を明らかにし、シナプス入力の統合にHCNチャネルが具体的にどのように関わるのか、さらには樹状突起が果たす神経情報処理における具体的な役割を明らかにしたい。