三叉神経運動ニューロンにおける細胞内カルシウムと電気信号の同時測定による解析

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09832008
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 井上 富雄 大阪大学, 歯学部, 講師 (70184760)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 脇坂 聡 大阪大学, 歯学部, 助教授 (40158598) ; 松尾 龍二 岡山大学, 歯学部, 教授 (30157268)
• Keywords: 三叉神経 / 運動ニューロン / in vitro / カルシウム / セロトニン

Research Abstract

【研究目的・方法】
本研究は咀嚼を司る中枢神経機構からの運動出力の最終段である三叉神経運動ニューロンにパッチクランプ法と細胞内カルシウムイオン濃度の光学的測定法を同時に適用することで、カルシウムチャネルのタイプ別の性質および細胞内での分布、さらにカルシウムイオンの細胞内流入の動態と細胞膜に発生する電気現象との関連の解析を目的としている。そこで平成10年度は、ガラス管微少電極法による膜電位記録を行い、細胞内カルシウム濃度上昇により、セロトニン投与によるスパイク後過分極電位の減少効果が増強されるメカニズムを検索し、以下のことが明らかとなった。なお研究補助金は主として、実験動物代、試薬などの消耗品代に使用した。
【研究成果】
1. セロトニンは、細胞内環状AMP濃度上昇とA-キナーゼの活性化を介して、濃度依存性にスパイク後過分極電位を減少させる。
2. セロトニンによるスパイク後過分極電位の減少効果は、5-HT_<>,5-HT_4以外のレセプターサブタイプが
関与している。
3. C-キナーゼを活性化すると、スパイク後過分極電位の減少が認められたが、A-キナーゼ活性の阻害によってC-キナーゼの活性化によるスパイク後過分極電位の減少効果は消失した。またC-キナーゼ活性を阻害すると、細胞外カルシウム濃度上昇によるセロトニンの効果の増強減少が消失した。
4. 新生仔ラットの三叉神経運動ニューロンの細胞内カルシウム濃度と電気信号の同時測定を行ったところ、連続スパイク発射発生時において細胞内カルシウム濃度の著名な上昇が認められた。
以上の結果から細胞外カルシウム濃度を増加させると、C-キナーゼ活性が上昇し、さらに何らかの過程を介してA-キナーゼ活性を上昇させ、セロトニンのスパイク後過分極電位に対する効果を増強することが明らかとなった。またスパイク発射は、細胞内カルシウム濃度に影響を与える。

Research Products

• [Publications] Katoh,T.: "Characteristics of the muscle spindle endings of the masticatory muscles in the rabbit under halothane anesthesia." Brain Res.(in press). (1999)
• [Publications] Inoue,T.: "Effects of serotonin on spike afterpotentials in rat jaw-closing motneurons" Jpn.J.Physiol.48. S162 (1998)
• [Publications] Inoue,T.: "Serotonergic modulation of spike afterhyperpolarization in rat jaw-closing motoneurons" Soc.Neurosci.Abstr.24. 1105 (1998)
• [Publications] Inoue,T.: "Serotonergic effects on post-spike afterhyperpolarization of jaw closing motoneurons in the rat" Neurosci.Res.S22. S76 (1998)
• [Publications] Inoue,T.: "Symposium on Neurobiology of Mastication" Elsevier Science(in press), (1999)
• [Publications] Itoh,S.: "Symposium on Neurobiology of Mastication" Elsevier Science(in press), (1999)