2000 Fiscal Year Annual Research Report
全方位蛍光集光2光子励起レーザー顕微鏡の開発と細胞内Ca^<2+>動態と作用の解析
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10357001
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
久場 健司 名古屋大学, 医学部, 教授 (60080561)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武部 絋二 株式会社ニコン, 技術工房, 研究員
中山 晋介 名古屋大学, 医学部, 助教授 (30192230)
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| Keywords | 全方位蛍光集光2光子励起レーザー顕微鏡 / Ca^<2+>依存性K^+チャネル / カエル運動神経終末 / ティアノジン受容体 / 細胞内Ca^<2+>遊離 / 開口放出 / 短期可塑性 / ウシガエル交感神経節細胞 |
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| Research Abstract |
通常の落射蛍光法に加えて、反体側より蛍光測定の為の対物レンズ微動上下動装置と明視蛍光測光切り替え装置とモノクロメーター分派測光装置を作成し、実用試験に入ったが、明視蛍光測光切り替え装置の切り替えの遊びが大きく、この遊びを最小にすべく改良を行った為に具体的な稼動試験は平成14年度に持ち越された。しかしながら、本研究の最終目標であるニューロン細胞内Ca^<2+>動態とその作用に関して、興味ある多くの新知見が得られた。
カエル運動神経のシナプス前終末では、比較的長期の反覆神経活動によるCa^<2+>流入によるCa^<2+>カルモジュリンキナーゼIIの活性化とcyclic ADP-riboseの産生が起こり、リアノジン受容体が関与するCa^<2+>誘起性Ca^<2+>遊離機構(CICR)がプライミング(活性化準備)され、その後のCa^<2+>遊離により個々のインパルスによる伝達物質の開口放出と短期の可塑性が促進される。このCICR機構の不活性化は、プロテインキナーゼCにより抑制されることが解明された。また、ウシガエル交感神経節シナプス前終末では、IP_3受容体を介するCICRによりインパルスにより細胞内Ca^<2+>上昇が促進され、伝達物質放出の長期増強が起こることが明らかになった。
シナプス後ニューロンでは、リアノジン受容体と細胞膜のCa^<2+>チャンネルとBKタイプのCa^<2+>依存性K^+チャンネルが90nmの距離で存在し三つ組み構造を形成し、細胞膜直下数μmの領域にCICRを起こし、活動電位スパイクの下降相の形成に関与し、少し離れたSKタイプのCa^<2+>依存性K^+チャンネルを活性化し、後電位を発生することが解った。また、CICRの不活性化によりBKチャンネルの活性化は減少するのに対し、一方、SKチャンネルの活性化は活動電位スパイク延長によるCa^<2+>流入の増加とCa^<2+>の蓄積効果により促進されることも明らかになった。さらに、細胞膜直下のリアノジン受容体を持つCa^<2+>貯蔵オーガネラのネットワークが核膜に繋がり、細胞膜の興奮によるCICRの活性化が核内に伝播することも解明された。
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[Publications] C.Liu: "Activity-dependent enhancement of miniatune excitatony postsymapth cunnent amplitude and its modulation by protein kinase C in cultured rat sympathetic neurons"Neurosci,Letters. 280. 57-60 (2000)
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[Publications] K.Narita: "Functional coupling of Ca^<2+> channels to ryanodine receptors at presynaptic terminals"J.Ger.Physiol. 115. 519-532 (2000)
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[Publications] S.Suzuki: "Ca^<2+> dynamics at the frog motor nerve terminal"Pflugers Archiv. 440. 351-365 (2000)
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[Publications] S.Y.Hua: "Modes of Propagation of Ca^<2+>-induced Ca^<2+> release in bullfrog sympathetic ganglion cells."Cell Calcium. 27. 195-204 (2000)
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[Publications] T.Akita: "Functional triads consisting of ryanodine receptors, Ca^<2+> channels and Ca^<2+> activated K^+ channels in bullfrog sympathetic neurons"J.Gm.Physiol. 116. 697-720 (2000)
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[Publications] M.Nohmi: "Ryanodine- and thapsigargin-insensitive Ca^<2+>-induced Ca^<1+> release is primed by lowering external Ca^<2+> in rabbit autonomic neurons"Pflugers Archiv. 440. 588-599 (2000)
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[Publications] K.Kuba: "Slow Synaptic Responses and Modulation"Springer.Tokyo. 451 (2000)
