2021 Fiscal Year Research-status Report
活動依存的な細胞標識技術を用いたフェロモン記憶形成におけるシナプス伝達変化の解析
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19K07302
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
谷口 睦男 高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 准教授 (10304677)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村田 芳博 高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 助教 (40377031)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 電気生理学 / 鋤鼻系 / シグナル伝達 / 相反性シナプス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、前年度の研究で明らかにしたバゾプレシンのV1a受容体を介するIPSC抑制作用の作用点の同定をさらに進めるため、昨年度と同様にCNQXおよびAP5を用いて僧帽細胞から顆粒細胞へのグルタミン酸作動性シナプス伝達を遮断しておき、顆粒細胞から僧帽細胞へのGABA作動性シナプス伝達に対するバゾプレシンの作用点が、シナプス前機構か後機構によるのかの特定をさらに試みた。
前年度の研究結果からは、バソプレシンの作用がGABA作動性シナプス伝達のうちのシナプス前機構を介することが示唆されている。そこで今年度は、バソプレシンの作用点がシナプス前膜側（つまり顆粒細胞側）にあるかどうかに引き続き重点を置いた。シナプス前機構を介する仕組みの中で広く受け入れられている機構は、シナプス前細胞のCa2+電流の修飾である。そこで、顆粒細胞にパッチクランプ法を適用して顆粒細胞のCa2+電流を測定したところ、バゾプレシンの細胞外投与によりCa2+電流が抑制されることを見出した。抑制されるCa2+電流の電位依存性特性解析から、バソプレシンによって抑制を受けるのは高閾値型Ca2+コンダクタンスであることが示唆された。
以上の結果は、バゾプレシンのIPSC抑制作用が顆粒細胞‐僧帽細胞間GABA作動性シナプス伝達のシナプス前機構を介して生じるとする前年度の結果をさらに確かなものにした。
また、上記相反性シナプス電流に対するバソプレシンの抑制作用を多角的に捉えるため、プレリーハタネズミ（一夫一婦型齧歯類）を用いて、研究対象細胞の僧帽細胞からの基本的な電気応答を記録し、電流刺激に対する入力抵抗、Na電流の不活性化極性を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該年度は、バゾプレシンの、細胞レベルでの作用（具体的には相反性シナプス電流に対する作用点）をさらに調べることを目標とした。上記相反性シナプス電流に対する抑制作用に関わっているバゾプレシンの作用点について、顆粒細胞から僧帽細胞へのGABA作動性シナプス伝達に関する新たな知見が得られた。今年度の知見は、シナプス前側の詳細な記録から得られた成果である。フェロモン記憶に必須である上記相反性シナプス伝達の特性に関する従来の知見を着実に発展させるものである。
また、上記相反性シナプス電流に対するバソプレシンの抑制作用を多角的に捉えるため、プレリーハタネズミ（一夫一婦型齧歯類）を用いて、研究対象細胞の僧帽細胞からの基本的な電気生理学的特性を明らかにした。以上から、当該研究は順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1) 相反性シナプス電流に対するバゾプレシン受容体の作用
当該年度は、相反性シナプス電流に対する抑制作用を有するバゾプレシンの作用点（僧帽細胞膜と顆粒細胞膜のどちらか、あるいはその両方か）のうち、顆粒細胞から僧帽細胞へのGABA作動性シナプス伝達について、特にシナプス前機構への作用について調べた。顆粒細胞にパッチクランプ法を適用し、バゾプレシンの細胞外投与により抑制される顆粒細胞のCa2+電流がどのタイプのものか、今年度の成果をふまえて各種チャネル阻害薬等を用いて引き続き調べる。
(2) 一夫一婦型齧歯類の相反性シナプス伝達に対するバゾプレッシンの作用
研究代表者が見出した、フェロモン記憶に重要な役割を果たしている副嗅球相反性シナプス伝達に対するバゾプレシンの抑制作用を多角的に捉えるため、来年度もプレリーハタネズミ（一夫一婦型齧歯類）を用いて上記相反性シナプス電流に対するバゾプレシンの作用を調べ、これまで得られたマウス（乱交型齧歯類）の結果と比較する。
具体的には、我々がマウスで見出した相反性シナプス伝達に対するバソプレシンの抑制作用が、ハタネズミにおいても見られるのか、抑制の程度はマウスより強いのか弱いのかといった点を中心に調べる。
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| Causes of Carryover |
・シナプス前機構にバソプレシンが影響を及ぼす機能分子として、初めに着目したCa2+チャネルに対しては、実際にバソプレシンが効果を有することを見出し、その阻害薬を用いての解析を行った。この結果を受けて購入予定だった他の候補分子に対する阻害薬および作動薬を使用する計画であったが、新型コロナウイルスの感染拡大の影響で研究活動が制限された結果、使用する薬物量および記録測定に使う電極の使用量が減少したため、経費の節約につながった。また、測定・解析機器類の一定頻度で生じる故障に備えた修理代・維持費を計上していたが、使用時に細心の注意を払って使用した為、今年度はその必要が余りなかったことも経費の節約につながった。加えて、参加予定だった複数の学会が全てWeb開催となり、旅費が不要になった。
以上の理由から次年度使用額が生じた。
・設備備品費として40万円を計上。電気生理測定・解析機器の購入代、修理代、維持費に用いる。薬品は、65万円を計上。バソプレッシン抗体、各種Ca2+チャネル阻害薬および作動薬など、を購入する。実験動物は、14万円を計上。購入費および飼育代として妥当かつ必要な額を使用する。実験器具は、10万円を計上。ガラス器具、スライス作成時の刃やメスの替え刃の購入に充てる。論文別刷りは、5万円を計上した。旅費等は15万円を計上した。次年度に開催される学会での研究成果発表に使用予定である。
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