2022 Fiscal Year Annual Research Report
Effects of endogenous adenosine on hippocampal CA1 synaptic plasticity induced by synaptic inputs of hippocampal EEG patterns
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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１～6の実験事実を明らかにした。5.6は最終年度に得られた研究結果である。
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、その発数に応じてLTP・LTDの振幅が増大した。３．adenosine 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。４. A1受容体活性化は高周波バースト入力で誘導するLTPを増強した。５．IP3受容体活性化は低周波入力によるLTP/LTD誘導を抑制した。６．A1受容体活性化とIP3受容体活性化により誘導されるシナプス可塑性は互いに独立したものであり、その方向と振幅は両者が加算したものである。
以上より、海馬CA1ニューロンに低周波律動ないし高周波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、抑制性シナプス後ニューロンでadenosine A1受容体を、興奮性シナプス後ニューロンで代謝型glutamate受容体・IP3受容体を介して、興奮性シナプス後ニューロンでのLTP/LTD誘導に関与する。A1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誘導を阻害すると結論した。
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