パーキンソン病モデルを用いて大脳皮質-大脳基底核ループの運動制御機構を解明する

• Project/Area Number: 03J01463
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: 神経・筋肉生理学
• Research Institution: National Institute for Physiological Sciences (2005); Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research (2003-2004)
• Principal Investigator: 金田 勝幸 生理学研究所, 発達生理学研究系, 助手
• Project Period (FY): 2003 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2003: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 大脳基底核 / パーキンソン病 / 淡蒼球 / 代謝調節型グルタミン酸受容体 / ドーパミンニューロン / 運動制御機構 / 電気生理学 / 免疫組織化学 / トーパミンニューロン

Research Abstract

淡蒼球外節は線条体と淡蒼球自身からGABAによる抑制性入力を受けている。淡蒼球にはGABA_B受容体が豊富に発現しているが、シナプス性に遊離されたGABAがGABA_B受容体を活性化しうるのかどうかは不明であった。そこで、ラット脳スライス標本を用いて淡蒼球ニューロンからホールセルパッチクランプ記録を行うことにより、この点を明らかにすることを試みた。淡蒼球内部あるいは線条体をグルタミン酸受容体ブロッカー存在下で単発電気刺激すると、GABA_A受容体を介した早い抑制性シナプス後電位(IPSPs)のみが誘発されたのに対し、50Hz、20発の連続刺激を与えると速いIPSPsに続く遅いIPSPsが観察された。この遅いIPSPsはGABA_B受容体の特異的なアンタゴニストで完全にブロックされた。この結果は、連続刺激によりシナプス性に遊離されたGABAがシナプス後膜に存在するGABA_B受容体を刺激することにより淡蒼球ニューロンの活動を抑制することを示唆している。一方、シナプス後性のGABA_Bの効果を遮断した条件下で、連続刺激により誘発されるGABA_A受容体を介する速いIPSPsに対するGABA_Bアンタゴニストの効果を調べたところ、アンタゴニストの投与により速いIPSPsのアンプリチュードは有意に増大した。この結果はシナプス前膜に存在するGABA_B受容体の刺激によりGABAの遊離が抑制されていることを示唆している。以上の結果は、淡蒼球ニューロンの発火レベルとパターンがシナプス前膜および後膜に存在するGABA_B受容体により制御されていることを示唆している。

Research Products

• [Journal Article] Synaptically released GABA activates both pre- and postsynaptic GABA_B receptors in the rat globus pallidus. (2005)
  • Author(s): Kaneda K.
  • Journal Title: Journal of Neurophysiology 94(2) Pages: 1104-1114
• [Journal Article] Downregulation of metabotropic glutamate receptor 1α in globus pallidus and substantia nigra of parkinsonian monkeys. (2005)
  • Author(s): Kaneda K.
  • Journal Title: European journal of Neuroscience 22(12) Pages: 3241-3254
• [Journal Article] Region-specific modulation of electrically induced synchronous oscillations in the rat hippocampus and cerebral cortex. (2005)
  • Author(s): Kaneda K.
  • Journal Title: Neuroscience Research 52・1 Pages: 83-94
• [Journal Article] Synaptic interactions between pyramidal cells and interneurone subtypes during seizure-like activity in the rat hippocampus. (2004)
  • Author(s): Fujiwara-Tsukamoto Y.
  • Journal Title: J Physiol 553・7 Pages: 961-979
• [Journal Article] Role of ionotropic glutamatergic and GABAergic inputs on the firing activity of neurons in the external pallidum in awake monkeys. (2004)
  • Author(s): Kita H.
  • Journal Title: J Neurophysiology 92・5 Pages: 3069-3084
• [Publications] Kaneda K.: "Differential expression patterns of mGluR1 alpha in monkey nigral dopamine neurons"Neuroreport. 17・7. 947-950 (2003)