Effect of xenon on GABA and glutamatergic synaptic responses

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26462349
• Research Institution: Kumamoto Health Science University
• Principal Investigator: 野中 喜久 熊本保健科学大学, 保健科学部, 准教授 (70259745)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: シナプス / キセノン / グルタミン酸 / GABA

Outline of Annual Research Achievements

1.揮発性麻酔薬のキセノン（Xe）が興奮性と抑制性のシナプス伝達をどのように修飾するかを、機械的に単離したラット海馬CA3ニューロンのシナプス・ブートン標本を用いて検討した。本標本では単一と多（マルチ）シナプスレベルでの詳細な化学伝達の解析が可能となる。
2.単一シナプスレベルでXeは活動電位依存性のグルタミン酸放出の興奮性シナプス後電流（eEPSC）とGABA放出の抑制性シナプス後電流（eIPSC）を共に抑制し、これらの発火失敗率とPPRを増加した。Xe効果はeEPSC＞eIPSCであった。
3.Xeはシナプス前神経終末に加えてシナプス後膜ニューロン上のシナプス外グルタミン酸受容体とそのサブタイプの受容体応答を抑制した。その抑制は濃度依存性で非競合的、しかも電位依存性を示さなかった。一方、後膜ニューロンのシナプス外GABAA受容体応答はXeにより全く影響を受けなかった。
4.Xeは自発性グルタミン酸放出によるシナプス後電流（sEPSC）と自発性GABA放出のシナプス後電流（sIPSC）の発生頻度を濃度依存的に共に抑制した。しかし、電流振幅とdecay timeには影響を与えなかった。
5.以上のことから、Xeは興奮性グルタミン酸伝達機構をシナプス前終末部とシナプス後膜上のシナプス外受容体の両方で抑制するが、前者により強く作用する。抑制性GABA伝達機構ではシナプス前終末部のみを抑制した。本成果はXeの作用部位は興奮・抑制系共にシナプス後膜のみであるとの今迄の報告全てを改める新知見である。