発達期における神経回路機能の再編成―抑制性伝達物質のスイッチング

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15016082
• Research Institution: Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 鍋倉 淳一 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 教授 (50237583)
• Keywords: 発達 / スイッチング / GABA / グリシン / 聴覚 / 神経回路

Research Abstract

発達期における抑制生回路機能の変化のメカニズムを解明するため、ラット外側上オリーブ核に入力する抑制生入力様式の発達変化を調べた。出生直後は台形体核からの入力はGABA作動性であるのに対し、発達に従い、次第にグリシン作動性成分が増加し、生後3週目にはその殆どがグリシン作動性成分となった。そのメカニズムをしらべるため、神経付着急性単離標本を用いて、微小シナプス電流(mIPSC)を調べたところ、発達し従い、GABA作動性のmIPSCの割合の減少、グリシン作動性のmIPSCの増加とともに、GABAとグリシン作動性成分の混在しているmixed mIPSCが移行期には著明になることが判明した。mixed mIPSCのみを抽出すると、その中においてもグリシン作動性の増加とGABA作動性の増加が観察され、single synapseレベルにおける変化であることが示唆された。
さらに免疫染色法を用いると,発達期の外側上オリーブ核においてGADの染色性の減少とグリシン染色性の増加が観察された。また、しばしば移行期には、GADとグリシンの染色が混在した神経終末観察された。Gold particle法を用いた免疫電顕による観察では、グリシン終末内のGABA particleの数が移行期から3週目にかけて、激減することが判明した。これらの結果から、台形体核から外側上オリーブ核に入力する抑制性伝達物質は未熟期にGABAから成熟期のグリシンへ単一神経終末内でスイッチすることが判明した。

Research Products

• [Publications] Nabekura Katsurabayashi, et al.: "Developmental Switch from GABA to glycine release in single central synaptic terminals"Nature Neuroscience. 7(1). 17-23 (2004)
• [Publications] Mizoguchi Y, Kanematsu T, Hirata M, Nabekura J: "A rapid increase in the total number of cell surface functional GABA_A receptors induced by brain-derived neurotrophic factor in rat visual cortex"Journal Biological Chemistry. 278. 44097-44102 (2003)
• [Publications] Mizoguchi Y, Nabekura J: "Sustained intracellular Ca^<2+> elevation induced by a brief BDNF application in rat visual cortex neurons receptors induced by brain-derived neurotrophic factor in rat visual cortex"Neuroreport. 14. 1481-1483 (2003)