ラット脊髄運動ニュ-ロン抑制性シナプス伝達機構のパッチクランプ解析

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01480124
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 高橋 智幸 京都大学, 医学部, 講師 (40092415)
• Keywords: IPSC / 脊髄 / スライス / whole-cell記録 / 素量解析 / 二項分布

Research Abstract

(1)抑制性シナプス電流(IPSC)の記録:新生ラット脊髄から厚さ120μmのスライスを作製し、運動ニュ-ロンをノマルスキ-顕微鏡で直視のもとに、パッチ電極による膜電流のwhole-cell記録を行った。近傍の介在ニュ-ロンに先端約2μmの電極を密着させて、通電刺激してIPSCを誘発した。刺激強度の変化に対して、IPSCが全か無かの応答を示すことから、一個の介在ニュ-ロンのみが興奮することを確認のうえ、IPSCの素量解析を行った。(2)素量解析:灌流液のCaを減少、Mg濃度増加させると、IPSCの平均振幅は、減少し、刺激に対するfailureの頻度が増加した。灌流液にテトロドトキシンを加えて活動電位を遮断すると、介在ニュ-ロン刺激によるIPSCは誘発されなくなったが、自発性微小IPSC(mIPSC)が記録された。このmIPSCの振幅は、Ca濃度を著しく低下させた際のIPSCの平均振幅とほぼ一致した。先ず、IPSCがmIPSCを素量とする二項分布に従うと仮定して、IPSCの振幅ヒストグラムのfittingを行ったところ、外液Caを1/2、Mgを2倍にした条件下では、平均放出素量m=1.24、放出確率p=0.56で二項分布によく適合する結果が得られた。従ってこの条件下での放出可能部位はn=m/p=2.2となり、2-3箇所の放出部位から、高い確率で伝達物質が放出される状況が推察された。しかし、一方正常二価イオン濃度において、IPSCの平均振幅はmIPSCの振幅の5-10倍に及び、素量仮設に従えば最小限、5-10個の放出部位が必要とされる。また、正常液中では、IPSCの分布を二項分布に一致させることは困難であった。これらの結果は、中枢抑制性シナプスにおいては、伝達物質放出部位ごとの放出確率が異なることを示唆する。低Ca高Mg液中では、放出確率の低い部位は、脱落して、高確率放出部位のみが残存し、見かけ上二項分布に従ったものと推論される。

Research Products

• [Publications] Edwards,F.A.,Konnerth.A,Sakwann,B,&Takahashi T.: "A Thin slice preparation for patch clamp recordings from neurones of the mammalian central nervous system." Pfliigers Arch.414. 600-612 (1989)
• [Publications] T.Takahashi: "Membrane currents in visvally identified motoneurones of neonatal rat spinal cord." J.Physiol.(Lond.). 423. 27-46 (1990)