2022 Fiscal Year Annual Research Report
中枢シナプスにおけるグルタミン酸とGABA共放出の可塑性とその役割
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20H03358
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
橋本谷 祐輝 同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (50401906)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 乳頭体上核 / 歯状回 / 顆粒細胞 / 長期増強 / シナプス可塑性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで乳頭体上核―顆粒細胞シナプスにおけるシナプス可塑性のメカニズムを調べてきた。昨年度までの成果として、顆粒細胞を脱分極させるとNMDA受容体非依存的に興奮性シナプスにおいて長期増強が引き起こされることを明らかにした。この乳頭体上核―顆粒細胞シナプスはユニークなシナプス伝達様式を示し、グルタミン酸と共にGABAも同じ神経終末から放出される。しかし、興奮性シナプス伝達と同様に脱分極パルスを与えてもGABAによるシナプス伝達では長期増強が起こらないことがわかった。以上のことから乳頭体上核―顆粒細胞シナプスにおいて長期増強が誘導されることによって興奮と抑制のバランスが変化し、興奮性にシフトすることがわかった。さらに、この変化によって乳頭体上核からの入力で顆粒細胞がより発火しやすくなることが明らかになった。一方でNMDA受容体依存性の神経活動依存的な長期増強が誘導されるかどうかは不明であった。
今年度は乳頭体上核と顆粒細胞の同期した神経活動によって長期増強が誘導されるかどうか検討した。乳頭体上核入力と顆粒細胞の活動をペアで刺激し、スパイクタイミング依存性可塑性の誘導を試みた。その結果、興奮性シナプスにおいて長期増強が誘導されることを見出した。この長期増強はNMDA受容体依存的であることがわかった。さらに同じ刺激を与えても抑制性のGABAによるシナプス伝達では変化しないことがわかった。すなわちグルタミン酸・GABA共放出シナプスにおいて興奮と抑制のバランスが興奮側にシフトすることが示唆された。
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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
昨年度までで明らかにした脱分極誘導性の長期増強とは全く異なる別の長期増強を見出した。この長期増強は乳頭体上核と顆粒細胞の同期した神経活動によって誘導され、且つNMDA受容体依存性であった。したがって、この新規の長期増強は実際の脳活動における乳頭体上核―顆粒細胞シナプスの生理的役割の重要性を示唆し、今後の研究の発展が期待できる成果といえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
乳頭体上核―顆粒細胞シナプスでは脱分極誘導性とNMDA受容体依存性の２つの長期増強が誘導されることがわかった。同じシナプスでこのような誘導メカニズムの異なった長期増強が起こることによって乳頭体上核―顆粒細胞間の神経回路にどのような影響を与え、海馬活動がどの様に調節されるのか今後調べる予定である。
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