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2014 Fiscal Year Annual Research Report

神経伝達物質放出における律速段階の解明

Research Project

Project/Area Number 24300144
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

坂場 武史  同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (80609511)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords神経科学 / 神経生理学
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、2つの研究結果を公刊した。カリックス型シナプス前終末で刺激後のシナプス小胞エンドサイトーシスの速度を膜容量測定法で測定し、そのCa依存性について調べた。前終末にはP8-11の段階でP/Q, N, Rの3タイプのCaチャネルが存在する。エキソサイトーシスは主にP/Q型Caチャネルを介したCa流入によって惹起される。一方で、エンドサイトーシスはR型チャネルを介したCa流入によって惹起されやすいことがわかった。また、P14以降になるとN, R型チャネルが終末膜から消失していくが、このときのエンドサイトーシスはP/Q型チャネルによって媒介されることがわかった(Midorikawa et al., 2014)。
カリックス型シナプスはグルタミン酸作動性の興奮性シナプスであるが、連発刺激によってシナプス応答は短期的に抑圧される。この抑圧は主に、即時伝達物質放出可能なシナプス小胞の枯渇によっておこると考えられている。一方で抑制性シナプスでも短期抑圧が観察されるが、刺激周波数依存性などで興奮性シナプスと挙動が異なる。しかし、短期抑圧に関して、何が決定要因なのかはわかっていなかった。これを調べるべく、小脳プルキンエ細胞シナプス前終末からの直接記録を培養、スライス標本で試みた。この結果、軸索を活動電位が安定して伝播するが、終末付近で活動電位の振幅が減衰すること、これによって頻回刺激中の伝達物質放出量が減少し、シナプス応答が抑圧されることを見出した(Kawaguchi and Sakaba, 2015)。本研究から、興奮性、抑制性シナプスの短期可塑性のメカニズムが異なること、活動電位は軸索を安定して伝播すると考えられてきたが、軸索終末付近では必ずしもそうではない可能性が示唆された。伝達物質放出メカニズムと軸索の電気的特性に関して、今後、研究を発展させたいと考えている。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (7 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Control of inhibitory synaptic outputs by low excitability of axon terminals revealed by direct recording.2015

    • Author(s)
      Kawaguchi SY, Sakaba T
    • Journal Title

      Neuron

      Volume: 85 Pages: 1273-1288

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2015.02.013

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] KV 10.1 opposes activity-dependent increase in Ca2+ influx into the presynaptic terminal of the parallel fibre-Purkinje cell synapse.2015

    • Author(s)
      Mortensen LS, Schmidt H, Farsi Z, Barrantes-Freer A, Rubio ME, Ufartes R, Eilers J, Sakaba T, Stuhmer W, Pardo LA.
    • Journal Title

      Journal of Physiology

      Volume: 593 Pages: 181-196

    • DOI

      10.1113/jphysiol.2014.28160

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Developmental changes in Ca2+ channel subtypes regulating endocytosis at the calyx of Held.2014

    • Author(s)
      Midorikawa M, Okamoto Y, Sakaba T
    • Journal Title

      Journal of Physiology

      Volume: 592 Pages: 3495-3510

    • DOI

      10.1113/jphysiol.2014.273243

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 定量的なシナプス生理学、生物物理学2015

    • Author(s)
      坂場 武史
    • Organizer
      第120回日本解剖学会総会・学術集会、第92回日本生理学会大会 合同大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
    • Year and Date
      2015-03-23
  • [Presentation] "Presynaptic Recordings from an Inhibitory Terminal"2014

    • Author(s)
      Sakaba T
    • Organizer
      Gordon Conference Cell Biology of the Neuron
    • Place of Presentation
      Waterville Valley, NH, USA
    • Year and Date
      2014-06-24
    • Invited
  • [Book] 脳神経外科診療プラクティス6 Ⅰ.神経科学の基礎 7.シナプス伝達と可塑性 (分担)2015

    • Author(s)
      坂場武史、岡本悠志
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      文光堂
  • [Remarks] 同志社大学大学院脳科学研究科

    • URL

      http://brainscience.doshisha.ac.jp/

URL: 

Published: 2016-06-01  

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