摘出脊髄標本および皮質視覚野培養標本を用いた神経伝達の可塑性に関する研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03044055
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 大塚 正徳 東京医科歯科大学, 医学部, 教授 (60013801)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): ROBERT Baugh ハーバード医科大学, 医学部, 副教授 ; 村越 隆之 東京医科歯科大学, 医学部, 助手 (60190906) ; 鈴木 秀典 東京医科歯科大学, 医学部, 助手 (30221328) ; 吉岡 耕一 東京医科歯科大学, 医学部, 助教授 (00143579) ; 柳澤 光彦 東京医科歯科大学, 医学部, 講師 (90159252) ; 斉藤 公司 東京医科歯科大学, 医学部, 助教授 (20002082)
• Keywords: 神経可塑性 / 組織培養 / 大脳皮質 / 脊髄 / cーfos / substance P / phorbol ester

Research Abstract

本研究では中枢神経系をin vitroで維持し、ニュ-ロン活動とシナプス形成の関係を長期的に観察することにより神経可塑性の研究を行うことを目指している。本年度は初年度であり、第一段階として、大脳皮質と脊髄を生後0ー1日齢の動物(ラット)から取り出した後、酵素的に単一細胞まで分離し、それぞれを培養条件下に3ー5週間維持するという実験系を確立した。この方法は共同研究者であるR.Baughmanらの研究により可能になったものであり、出生後の中枢神経細胞を良好な状態で観察し電気生理、薬理学的実験に供することができる。当初、これら培養ニュ-ロンからwhole cell patch recording法を用いて電気生理学的性質の検討を行う予定であったが、現在はその準備中である。この計画に代わり本年度は、培養液に刺激物質を加えることによって癌遺伝子であるcーfosの発現が誘発されるか否かを調べた。これは神経細胞が短期的な興奮現象の結果としてより長期的な可塑的変化を起こす際に、cーfos等の転写因子が細胞内のメッセンジャ-として機能することが考えられるからである。培養液に1)高カリウム(50mM),2)substance P(10uM),3)phorbol ester(phorbol2,3diーacetate,1uM)を1時間加え、正常液にて洗浄5時間後に抗CーFOS蛋白抗体を用いた免疫組織化学的検索を行った。その結果、大脳皮質ニュ-ロンでは3)のphorbol esterが免疫陽性細胞の顕著な増加をもたらし、他は著変がなかった。脊髄ニュ-ロンでは2)のsubstance Pが若干の増加を起こし他は変化がなかった。このことは大脳皮質と脊髄で異なる刺激受容機構があることを示唆している。ことに痛みに関係する一次知覚ニュ-ロンの伝達物質であるsubstance Pが脊髄でcーfos遺伝子の活性化を起こすことは、末梢知覚に反応しておこる中枢神経の可塑的変化にもsubstance Pが関与している可能性を示唆している。

Research Products

• [Publications] Kobayashi,N.: "Substance P-evoked release of acetylcholine from isolated spinal cord of the newborn rat." Neuroscience. 45. 331-337 (1991)
• [Publications] Sakuma,M.: "Substance P-evoked release of GABA from isolated spinal cord of the newborn rat." Neuroscience. 45. 323-330 (1991)
• [Publications] Otsuka,M.: "Tachykinin-evoked release of neurotransmitters from isolated spinal cord of the newborn rat." Annals of the New York Academy of Science. 632. 212-219 (1991)