小脳プルキンエ細胞シナプス可塑性に関わる情報伝達系の解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680751
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 武地 一 京都大学, 医学研究科, 助手 (10314197)
• Keywords: シナプス / 可塑性 / カルシウム / 代謝性グルタミン酸レセプター / IP3レセプター / パッチクランプ

Research Abstract

我々は小脳プルキンエ細胞と興奮性入力である平行線維との間のシナプスに見られる長期抑制がどのようなコンパートメントで、どのようなメカニズムで成り立っているかを第1の目標として研究を進めてきた。代表研究者は、これまでに、シナプスの長期抑制に代謝性グルタミン酸レセプターが深く関与することを明らかにしてきていたが、研究を進めていく上で、1)代謝性グルタミン酸レセプターからIP3→IP3レセプターを介したカルシウムの放出量と細胞内のカルシウム量の相関関係、および2)放出されたカルシウムによるカルシウム依存性のカリウムチャネルの機能調節のメカニズムを明らかにすることが重要であると考えられた。1)に関しては従来からIP3レセプターの機能がIP3だけではなく、細胞内カルシウム濃度によって調節されることがわかっていたが、2)のカリウムチャネルの機能の調節を指標とした形でのアッセイは従来行われていなかった。そこで、実際の実験では細胞として小脳プルキンエ細胞ではなく、海馬の錐体細胞を、IP3を刺激する代謝型レセプターとしてムスカリニックのアセチルコリンレセプターを用いた実験系とし、海馬の脳スライスでパッチクランプ実験を行った。カルシウム量の調節には細胞の脱分極によるカルシウム流入を、IP3量の調節にはアセチルコリンのアゴニストであるカルバコールを用いた。カリウムチャネルの活性は、脱分極電流を流した時のスパイク発火頻度を指標とした。また、影響を受けるカリウムチャネルを同定するために種々のカリウムチャネルのインヒビターを用いた。その結果、海馬の錐体細胞ではSKチャネルが代謝型レセプターからIP3のカスケードを介したカルシウム放出に絡んで電流を発生する原因となっていることがわかってきた。膜の興奮性全体を視野に入れた研究の基礎となるデータとして今後の研究につなげていく予定である。

Research Products

• [Publications] Hashimoto K, Ichikawa R, Takechi H, et al.: "Roles of glutamate receptor delta 2 subunit (GluRdelta 2) and metabotropic glutamate receptor subtype 1 (mGluR1) in climbing fiber synapse elimination during postnatal cerebellar development"J. Neuroscience. Vol15. 9701-9712 (2001)