嗅球内可塑性の分子機構(BDNF-CREBカスケード)に関する研究

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15500216
• Research Institution: Kochi University
• Principal Investigator: 奥谷 文乃 高知大学, 医学部, 助教授 (10194490)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 椛 秀人 高知大学, 医学部, 教授 (50136371)
• Keywords: 嗅覚 / 学習 / 幼若ラット / シナプス可塑性 / LTP

Research Abstract

幼若ラットは、元来母のにおいと母性行動による体性感覚刺激の対提示による古典的条件付けによる、母親のにおいを学習する。体性感覚刺激として電撃を用いることにより、生後12日目のラットににおいの嫌悪学習が成立する。これまでに嗅球内への薬物注入により、においの嫌悪学習が促進されることから、嗅球内シナプスの可塑性がこの学習に関与する可能性が示唆された。生化学的手法による,嗅球内CREB(cyclic AMP response-element binding protein)の活性化過程の検索ならびに電気生理学的に嗅球におけるシナプス可塑性の証明を試みた。
1)CREBのリン酸化にはMAPR(mitogen-activated protein kinase)が関与しており、嗅球内リン酸化MAPKはトレーニングから10分後に増加しはじめ、60分まで持続することがわかった。MAPKの阻害薬は学習成立も阻害した。
2)CREBの上流にあると考えられているBDNFのantisense ODNおよびBDNFの受容体TrkBの阻害剤の注入は学習成立を阻害した。
3)嗅覚二次ニューロンである僧帽細胞の軸索である外側嗅索を電気刺激し顆粒細胞層で記録されたフィールド電位のスロープは、100Hz1秒のテタヌス刺激を5回加えると有意な長期増強現象(LTP)を示した。
4)体性感覚刺激の対提示によっておこる遠心性ノルアドレナリン線維の活性化を模すためにノルアドレナリンを投与すると3回のテタヌス刺激でLTPを誘導でき、これはβ受容体を介することが明らかとなった。
以上によりにおいの嫌悪学習の神経基盤として、嗅球の僧帽細胞から顆粒細胞へのシナプス可塑性がBDNF-CREBの系を介して成立すると考えられた。