2021 Fiscal Year Research-status Report
バーストと低周波入力で誘導する海馬CA1シナプス可塑性への内因性アデノシンの関与
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17K01971
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
藤井 聡 山形大学, 医学部, 教授 (80173384)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 純一 山形大学, 医学部, 助教 (70435650)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 長期増強（LTP） / 海馬CA1シナプス / アデノシン受容体 / IP3受容体 / 抑制性応答 / 高周波数バースト入力 / 低周波基本律動入力 / 長期抑圧（LTD) |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、低周波シナプス入力の周波数や重畳する高周波バーストの発数を変化させ海馬CA1シナプスにシナプス可塑性を誘導しそれに対する内因性adenosineの作用様態を検討している。本研究で現在までに以下の実験事実を明らかにした。
（１）海馬CA1ニューロンに低周波律動（1～５Hz，80～1000発）誘導されたシナプスの可塑性の方向は低周波入力の周波数と発数に依存した。すなわち、１Hzで80～120発ないし2～5HzではLTPが誘導され、１Hzで200～1000発でLTDが誘導された。（２）低周波律動に高周波バースト（100Hz、2～4発）を重畳して入力すると、その初数に応じてLTP・LTDの振幅が増大した。（３）A1受容体活性化は抑制性応答を増強し、かつ、低周波入力で誘導するシナプス可塑性の誘導を抑制した。また、高周波バースト入力で誘導するLTPを増強した。IP3受容体活性化は抑制性応答を増強し、高周波バーストによるLTP誘導を抑制した。（４）高頻度バーストと低周波数刺激を組み合わせると、バースト入力と低周波刺激はお互いに誘導するシナプス可塑性を打ち消す方向に働いた。
以上より、海馬CA1ニューロンに低周波律動ないし高周波数バーストを入力すると興奮性ニューロン周囲にadenosineとglutamateが放出・蓄積され、シナプス後ニューロンでA1アデノシン受容体および代謝型glutamate受容体・IP3受容体を介しLTP/LTD誘導に関与することを明らかにした。A1受容体活性化およびIP3受容体活性化は後シナプスニューロンで抑制性応答を強化して脱分極を防ぎ、NMDA受容体の活性化を減弱することでLTP/LTD誘導を阻害するものであると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
理由
１昨年前の３月からの新型コロナウイルス感染症の流行により、教育・研究活動が大きく制限され一部の実験が出来なかったことにより研究計画に遅延が生じたため。また、国内外での移動が制限されて研究発表が当初計画どおりに実行できなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
現時点では、バースト刺激入力と低周波基本律動入力とを組み合わせた刺激を行い、誘導されたシナプス可疎性へのA1アデノシン受容体の関与を検討している。昨年度は下記１－3までの結果を得ている。
1.4発バースト波単独で与える場合は、A1アデノシン受容体阻害薬を与えるとLTP誘導が促進された。
２．1Hz80発の低周波数刺激に4発のバースト波を与えると、単発刺激よりもバースト入力を組み合わせたほうが誘導されるLTPは有意に大きい。A1アデノシン受容体阻害薬を与えながら組み合わせ刺激すると、バーストの効果が打ち消される。
３.同様に５Hz80発の低周波数刺激に組み合わせるとLTPは単発刺激の場合と比べて有意に大きい。バースト波を組み合わせて誘導するLTPにA1アデノシン受容体阻害薬の効果を見ると、このLTPは打ち消される方向にある。
以上から、高周波数バーストと低周波数刺激とを組み合わせて誘導したLTPへのA1アデノシン1受容体の関与に関しては結果が得られた。本年度は引き続き１Hz1000発の低周波数刺激にバースト波を与えて誘導されるLTDへの効果を実験的に検討している。これで、刺激と低周波数基本律動を組み合わせた入力刺激に対するアデノシン受容体の関与に関しての実験が終了するよていである。そして、その結果を解析して発表できるものと思われる。
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| Causes of Carryover |
前年度に新型コロナウイルシの蔓延で一部研究が遅延したので、本年度に補充実験経費や旅費などに充当する予定である。
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