2008 Fiscal Year Annual Research Report
発達期小脳における神経活動依存的なシナプス機能成熟
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17023021
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
狩野 方伸 The University of Tokyo, 大学院・医学系研究科, 教授 (40185963)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
崎村 建司 新潟大学, 脳研究所, 教授 (40162325)
岡部 繁男 東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (60204012)
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| Keywords | 神経科学 / シグナル伝達 / シナプス / 発達 / 脳・神経 |
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| Research Abstract |
本研究は、小脳の登上線維とプルキンエ細胞のシナプスをモデルとして、発達脳における不要なシナプス結合の除去と有用な結合の強化固定化の機構解明を目指している。平成20年度は、以下の成果を得た。
1. 登上線維シナプスの生後発達に関して、従来考えられてきたように、前期除去過程と後期除去過程の2期に分けるのではなく、1) 1本の登上線維の選択的強化と機能分化(生後3日から7日)、2) 前期除去過程(生後7日から11日)、3) 後期除去過程(生後12日以降)の3期に分類することが妥当であり、選択的強化と機能分化及び前期除去過程には、プルキンエ細胞のP/Q型カルシウムチャネルが必要であることを明らかにした。
2. 蛋白質脱リン酸化酵素カルシニューリンのプルキンエ細胞特異的ノックアウトマウスを電気生理学的及び形態学的手法により調べた。生後第1週までの発達は野生型マウスと差はないが、生後13日目以降に調べると、登上線維の除去の異常が明らかになった。また、登上線維刺激によるシナプス電流の時間経過が速かった。これによりプルキンエ細胞のカルシニューリンは後期シナプス除去に必要であることが明らかになった。
3. 小脳と下オリーブ核の共培養標本において、NMDA受容体のブロッカーであるMK-801の存在下で共培養を行った場合には、対照群に比べて、1個のプルキンエ細胞を支配する登上線維の本数が有意に多かった。この結果は、NMDA受容体の活性化が登上線維シナプス除去に必要であるというin vivoの結果と一致し、この共培養標本が登上線維シナプス発達のin vitroの実験系となりうる可能性を示している。
4. 生後7日のラット小脳プルキンエ細胞からin vivo patch clampingを行い、感覚刺激に反応しだプルキンエ細胞のバースト発火に伴って樹状突起基部に限局したカルシウム上昇がみられることを明らかにした。
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