Analysis of neuro-glial interactions via extracellular ion signals

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K17615
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 後藤 純一 山形大学, 医学部, 助教 (70435650)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ニューロン / シナプス可塑性 / ニューロングリア相互作用 / グリア

Outline of Annual Research Achievements

細胞外イオン濃度の計測とシナプス可塑性の測定を単一の実験装置で同時に行う為にガラス電極を用いて細胞外カリウムイオン濃度の計測を行った。同心円状の二重ガラス電極を用いた計測では予備的なデータを得ることが出来たが、シナプス可塑性との直接的な関連について明確で新奇性のあるデータを十分なS/N比（シグナル／ノイズ比）で記録することが難航した為、当初の計画を一部変更して関連する研究成果を論文として発表した（Goto JI et al. Learn Mem. 29(4):110-9.(2022)）。当該論文ではIP3受容体結合タンパク質であるIRBITのKOマウスを用いて急性海馬スライス中のSchaffer側枝ーCA1シナプスにおける脱増強現象・及びLTP抑制現象を調べた。先行研究では1型IP3受容体のKOや阻害薬の投与によってCA1シナプスにおける脱増強・及びLTP抑制が阻害されることが示されていたが、IRBIT KOマウスでも同様に脱増強・及びLTP抑制の両方が阻害されていた。一方でIP3受容体KOマウスでは亢進していたshort tetanusによるLTPには変化が認められなかった。このことはIP3受容体シグナルの下流で１)脱増強・LTP抑制と２）short tetanus LTPの少なくとも２つの情報伝達経路が存在することを示していた。後者の経路に関してはストア作動性カルシウム流入チャネルの関与が疑われており、またストア作動性カルシウム流入チャネルの阻害薬を海馬スライスに投与するとCA1錐体細胞の興奮性が上昇することを確認している。