小脳ベルグマングリアにおけるCa^<2+>透過性AMPA受容体の機能的意義の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12480246
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 小澤 瀞司 群馬大学, 医学部, 教授 (40049044)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 飯野 昌枝 群馬大学, 医学部, 助手 (20008329)
• Keywords: 小脳 / ベルグマングリア / AMPA受容体 / GluR2 / Ca^<2+>透過性 / アデノウイルス / 突起退縮 / EPSC

Research Abstract

小脳のベルグマングリアでは、AMPA受容体サブユニットのうち、GluR1とGluR4が発現し、GluR2の発現が欠落している。従って、Ca^<2+>透過性AMPA受容体が形成されている。ベルグマングリアにおけるCa^<2+>透過性AMPA受容体の機能的意義を明らかにするため、GluR2 cDNAを組込んだ組換えアデノウイルスを作製して、ベルグマングリアにGluR2を強制発現させることを試みた。アデノウイルスはグリアに対して高い親和性をもつため、この組換えウイルスを用いることにより、効率よくグリアにGluR2を発現させることができた。ラット小脳皮質にこの組換えウイルス注入し、GluR2を強制発現させ、Ca^<2+>透過性AMPA受容体をCa^<2+>非透過性AMPA受容体に変換した。正常状態では、平行線維、登上線維とプルキンエ細胞の樹状突起棘間で形成されるグルタミン酸性シナプスは薄層上に細かく分岐したグリアの小突起により完全に包囲されているが、この操作により、この突起が退縮し、シナプスが露出された。小突起の退縮とシナプスのグリア小突起からの乖離の程度を定量的に解析した。また、この時グリアのグルタミン酸トランスポーターによるシナプス間隙からのグルタミン酸の清掃が著しく遅れ、平行線維、登上線維刺激により発生するEPSCの下降相の時間経過が遷延するので、この点についても定量的な解析を行った。これらの成果はScience誌に掲載され、グリアとニューロン間の機能相関を明らかにした研究として注目を浴びた。
また、ラット小脳から作製した単層培養ベルグマングリアを対象とした実験では、Ca^<2+>透過性AMPA受容体をCa^<2+>非透過性受容体に変換すると、グリアの突起は退縮するが、Ca^<2+>透過性AMPA受容体の過剰発現は突起伸展をもたらすことを明らかにし、これらを定量的に解析したデータを論文にとりまとめた。

Research Products

• [Publications] Iino, M., et al.: "Glia-synapse interaction through Ca^<2+>-permeable AMPA receptors in Bergmann glia"Science. 292. 926-929 (2001)
• [Publications] Ishiuchi, S., et al.: "Extension of glial processes by activation of Ca^<2+>-permeable AMPA receptor channels"NeuroReport. 12. 745-748 (2001)