胎生後期ラットにおける呼吸ニューロンネットワーク発達の神経機構

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10680753
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 鬼丸 洋 昭和大学, 医学部, 講師 (30177258)
• Keywords: 呼吸中枢 / 発達 / 胎生期 / ラット / 脳幹-脊髄標本 / GABA / Cl-チャネル / 呼吸性ニューロン

Research Abstract

本研究ては胎生後期(E16-21)のラット摘出脳幹-脊髄標本を用いて,延髄呼吸性ニューロンのGABAに対する反応を電気生理学的に解析した.ネンブタール(40mg/kg,i.p.)麻酔またはエーテル麻酔下の妊娠ラットから胎児標本を摘出し,実験槽に置き,modified Krebs solutionで潅流した.C4/C5の頚髄前根から運動神経活動をモニターした.ブラインドパッチクランプ法により延髄腹外側部から呼吸性ニューロンの活動をホールセルまたはgramicidin穿孔パッチ記録した.胎生期における呼吸性ニューロンのCl^-依存性シナプス電位は,E16においても過分極性のものが見られ,低Cl^-(4mM)電極を使用すると過分極性IPSPの大きさはより増大した.GABA(0.2-1mM)の潅流投与は,高または低Cl^--gramicidin記録時,胎児呼吸性ニューロン(E16-E20)に主に脱分極を引き起こした.低Cl^--ホールセル記録(E16-E19)においても,GABAは74%のニューロンに膜の脱分極を引き起こした.ほとんとの場合,GABA作用時には,膜抵抗の顕著な減少(コントロールの10%以下)と膜興奮性の消失が見られた.膜抵抗の減少の程度が比較的小さい,いくつかのニューロンては,膜の脱分極にともない,まず発火頻度の上昇(興奮)が見られた後,活動の抑制が現れた,GlycineはGABAに比べ,脱分極を引き起こす作用は小さかった.GABAはまた,非呼吸性のC4バーストを一時的に誘発した.GABA(0.5-1mM)の効果は100μMのBicucullinでブロックされたことからGABA_A受容体を介して起こると結論された.GABAによって引き起こされるゆっくりとした脱分極は,CO_2/HCO_3 ^--freeのHEPESバッファー中では30-40%減弱された.今回の結果はGABA誘発脱分極が胎生後期の延髄呼吸性ニューロンにおいては抑制的に作用することを示している.

Research Products

• [Publications] Ballanyi K.: "Respiratory network function in the isolated brainstem-spinal cord of newborn rats"Progress in Neurobiology. 59. 583-634 (1999)
• [Publications] Shirasawa S.: "Rnx(HoxllLz)-deficiency results in congenital central hypoventilation"Nature Genetics. (in press).