2007 Fiscal Year Annual Research Report
拡散を介した小脳異種シナプス抑制においてペリシナプス性制御機構が担う役割
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19700350
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
佐竹 伸一郎 National Institute for Physiological Sciences, 生体情報研究系, 助教 (30360340)
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| Keywords | プルキンエ細胞 / バーグマングリア / 籠細胞 / 登上線維 / グルタミン酸輸送体 / 拡散 / スライスパッチクランプ法 / 免疫組織化学 |
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| Research Abstract |
興奮性神経伝達物質のシナプス外拡散により仲介される小脳異種シナプス抑制において、グルタミン酸輸送体が担う役割をスライスパッチクランプ法により検討した。
(1)ニューロン型とグリア型の比較:サブタイプ別機能検索
ニューロンとグリア細胞では、異なるサブタイプのグルタミン酸輸送体が機能している(例えば、EAAT4はプルキンエ細胞特異的に発現し、GLASTとGLT-1はバーグマングリアに発現する)。伝達物質の拡散過程における各輸送体サブタイプの役割を検討するため、サブタイプ選択的阻害薬が登上線維刺激に伴う異種シナプス抑制におよぼす影響を観察した。EAAT4/GLT-1阻害薬threo-3-methylglutamic acid(IC_<50>=〜100μM)は、低濃度(30μM)で異種シナプス抑制を増強した。GLAST/GLT-1阻害薬(2S,3S)-3-[3-(4-methoxybenzoylamino)benzyloxy]aspartic acidも同様に、極めて低い濃度(0.1μM)で異種シナプス抑制を増強した。しかし、GLT-1阻害薬dihydrokainic acid(IC_<50>=〜20μM)は、高濃度(300μM)で投与しても異種シナプス抑制に無効であった。ニューロン型輸送体EAAT4とグリア型輸送体GLASTは、登上線維伝達物質がシナプス間隙から籠細胞終末に拡散していく過程をそれぞれ独立に制御できると結論した。
(2)EAAT4発現量と異種シナプス抑制の相関性
EAAT4タンパク質は、zebrin-II(aldolase C)と重複した様式でプルキンエ細胞に発現するため、小脳矢状断方向に明瞭な帯状分布パターンを示す(即ち、zebrin band)。EAAT4発現量と異種シナプス抑制の関連性を検討するため、パッチクランプ記録に免疫組織染色を組み合わせた二段階の実験を実施した[(1)登上線維刺激に伴う異種シナプス抑制を無作為に記録した後、(2)記録に供したプルキンエ細胞(記録電極からbiocytinを導入して同定)のEAAT4免疫蛍光シグナルを共焦点レーザー顕微鏡により観察]。異種シナプス抑制は、EAAT4低発現細胞でのみ誘起され、高発現細胞では誘起されなかった。小脳異種シナプス抑制には、プルキンエ細胞のEAAT4発現量に依存した『逆行性伝達物質を介することなく機能する逆行性制御機構』が存在すると考えられる。
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