小脳シナプス可塑性後期相の発現・維持機構

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12480238
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 平野 丈夫 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50181178)
• Keywords: 小脳 / プリキンエ細胞 / シナプス可塑性 / グルタミン酸 / GABA / 微小シナプス後電流 / 転写 / カルシニューリン

Research Abstract

小脳におけるシナプス可塑性は運動学習の基盤と考えられており、平行線維・プルキンエ細胞間のグルタミン酸作動性興奮性シナプスで起る長期抑圧、抑制性介在神経細胞・プルキンエ細胞間のGABA作動性シナプスで起る脱分極依存性増強等が知られている。本研究では、これらのシナプス可塑性の後期相の発現・維持機構の解析を小脳神経細胞の培養系を用いて行ってきた。シナプス可塑性後期相は、新たな転写誘導に依存し数時間以上持続する。長期抑圧に関しては、後期相を誘導する脱分極とグルタミン酸の組み合わせ刺激により、プルキンエ細胞内の活性酸素が増加し、それがカルシニューリン活性を抑制することにより、長期抑圧後期相が引き起こされることを示唆する結果が得られた。また、後期相の発現に際して転写誘導される分子の検索を行い、後期相を引き起こす刺激によりmRNA量がプルキンエ細胞で特異的に増加するcDNA断片を得て、現在その全長を決定すべく実験を行っている。また、抑制性介在神経細胞・プルキンエ細胞間のGABA作動性抑制性シナプスにおける脱分極依存性増強については、その全時間経過を決める実験を行い、新規の転写に依存した後期相が1日以上持続することを明らかにした。また、長期抑圧の後期相はプルキンエ細胞のグルタミン酸応答性の低下によっていたが、脱分極依存性増強後期相においては、プルキンエ細胞のGABAに対する応答性の増大の他にシナプス前細胞からのGABA放出の増大も起こっている可能性が示唆された。

Research Products

• [Publications] Fujii Hiroaki: "Calcium regulates induction of late phase of cerebellar long-term depression in rat cultured Purkinje neurons"European Journal of Neuroscience. 16. 1777-1788 (2002)
• [Publications] Kawaguchi Shin-ya: "Signaling cascade regulating long-term potentiation of GABA_A receptor responsiveness in cerebellar Purkinje neurons"Journal of Neuroscience. 22. 3969-3976 (2002)
• [Publications] Eiraku Mototsugu: "Delta/Notch-like epidermal growth factor (EGF)-related receptor, a novel EGF-like repeat-containing protein targeted dendrites of developing and adult central nervous system neurons"Journal of Biological Chemistry. 277. 25400-25407 (2002)
• [Publications] Minami Itsunari: "Long-term potentiation of mGluR1 activity by depolarization-induced homerla in cerebellar Purkinje neurons"European Journal of Neuroscience. (印刷中). (2003)
• [Publications] Hirano Tomoo: "Roles of inhibitory interneurons in the cerebellar cortex"Annals of New York Academy of Science. 978. 405-412 (2002)