大脳皮質のGABA作動性細胞の神経結合パターンとシナプス伝達の解析

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09480235
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 川口 泰雄 理化学研究所, 運動回路網研究チーム, チームリーダー(研究職) (40169694)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 窪田 芳之 理化学研究所, 運動回路網研究チーム, 研究員 (90192567)
• Keywords: 大脳皮質 / GABA / 非錐体細胞 / アセチルコリン / ムスカリン / コレシスチキニン

Research Abstract

大脳基底部から来ているアセチルコリンは、皮質細胞からのGABAと共に、大脳皮質のニューロンの応答に影響を与えている。皮質内で、両者は相互作用する可能性もある。GABA作働性ニューロンに対するアセチルコリンの作用を、ラットの前頭皮質で生理学的・薬理学的・免疫組織化学的手法を組み合わせて調べた。アセチルコリンはムスカリン性受容体を介して、錐体細胞にGABA作働性の抑制性電位を引き起こした。これはテトロドトキシンで抑えられ、GABAニューロンの興奮によると考えられたので、GABAニューロンのタイプごとにアセチルコンの作用を検討した。ラット前頭皮質のGABAニューロンは生理学的にfast-spiking cell・late-spiking cell・regular-spiking/burst-spiking cellに分けられるが、アセチルコリンによって細胞体の静止膜電位が影響を受けたのは、regular-spiking/burst-spiking cellだった。この中には、ペプチドのソマトスタチン・VIP・CCKを持つ細胞がある。ソマトスタンまたはVIPを持つ細胞は、ムスカリン性受容体を介して興奮し発火するのに対して、CCKを持つ大型細胞は、過分極が起こり、その後ゆっくりとした脱分極が続く。このように、アセチルコリンは錐体細胞に直接作用するだけでなく、発火・抑制様式の異なるGABA細胞のサブタイプを介して影響する。ムスカリン性受容体の発現の仕方もサブタイプごとに違うと考えられる。今までに、私たちは発火パターン・ペプチドなどの含有の仕方・軸索分布・シナプス結合パターンなどから、皮質GABA細胞をサブタイプにわけてきた。受容体の発現もサブタイプごとに違っていることから、これらのサブタイプは皮質回路で機能的に異なる役割をしていると思われる。

Research Products

• [Publications] Yoshiyuki Kubota: "Two distinct subgroups of cholecystokinin-immunoreactive cortical interneurons" Brain Research. 752. 175-183 (1997)
• [Publications] H.J.Waldvogel: "The morphological and chemical characteristics of striatal neurons immunoreactive for the alphal-subunit of the GABAa receptor in the rat" Neuroscience. 80. 775-792 (1997)
• [Publications] Yasuo Kawaguchi: "GABAergic cell subtypes and their synaptic connections in the rat frontal cortex" Cerebral Cortex. 7. 476-486 (1997)
• [Publications] Yasuo Kawaguchi: "Neostriatal cell subtypes and their functional roles" Neuroscience Research. 27. 1-8 (1997)
• [Publications] Yasuo Kawaguchi: "Selective cholinergic modulation of cortical GABAergic cell subtypes" Journal of Neurophysiology. 78. 1743-1747 (1997)