海馬ネットワーク振動の光学的解析 - 能動性樹状突起と抑制ニューロン回路網の役割 -

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11480241
• Research Institution: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• Principal Investigator: 宮川 博義 東京薬科大学, 生命科学部, 助教授 (90166124)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 雅司 東京薬科大学, 生命科学部, 助手 (30339098) ; 森田 光洋 東京薬科大学, 生命科学部, 助手 (50297602)
• Keywords: 海馬 / ネットワーク振動 / 電位感受性色素 / フォトダイオードアレイ

Research Abstract

本研究の目的は海馬の神経ネットワーク振動の成因を解明することであるが、能動性樹状突起と抑制性ニューロンの回路網との相互作用が重要であるという基本的な仮説の元に研究を進めている。1)平成12年度には電気生理学的手法を用い、GABA受容体が興奮性シナプス電位の加算をどのように修飾するかを検討し、GABA受容体がEPSPの加算に非線型性を与えていることをみいだした。この結果は抑制性ネットワークの活動の位相に応じて、興奮性細胞の樹状突起におけるシナプス応答が修飾される事を示唆する発見であった。今年度はこの研究の展開として海馬スライス全体を電位感受性景況色素で染め、EPSPの加算を観察し、抑制性入力による調節を検討した。その結果、EPSPは海馬CA1錐体細胞樹状突起の全長にわたって非線型的加算を行い、非線型性はGABA作動性入力によってもたらされていることが明らかとなった。この成果は既に学術雑誌に受理され、印刷中である。2)また、昨年度はCa感受性色素を回路網内の限定された個数の神経細胞に負荷する手法を開発した。この手法はネットワーク振動時の協同的神経活動を解析するための強力な手段になると期待し、今年度はこの手法の改良を進めた。その結果、海馬歯状回顆粒細胞のNaイオン依存性活動電位の発生を複数の細胞から同時に検出することを可能にすることができた。3)電位感受性色素の開発については緑色タンパク質(GFP)とオキソノール系電位感受性色素との間の蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)を用いた色素の開発を進めてきたが、個々の神経細胞の活動電位を検出するに十分なS/N比を得るにいたっていない。

Research Products

• [Publications] Ryosuke Enoki et al.: "GABAergic Control of Synaptic Summation in Hippocampal CA1 Pyramidal Neurons"Hippocampus. 11. 683-689 (2001)
• [Publications] Ryosuke Enoki et al.: "Optical monitoring of synaptic summation along the dendrites of CA1 pyramidal neurons"Neuroscience. (印刷中).
• [Publications] 宮川 博義: "高速膜電位イメージングによるCA1錐体細胞のシナプス応答の解析"神経研究の進歩. 45. 271-282 (2001)
• [Publications] 宮川 博義: "シナプス応答の膜電位イメージング"ファルマシア. 36. 1037-1040 (2000)