ドーパミン細胞の活動生成に対するグルタミン酸、コリン、GABA作動性入力の寄与

• 研究課題/領域番号: 15016110
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 伊佐 正 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 教授 (20212805)
• 研究期間 (年度): 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 7,000千円 (直接経費: 7,000千円); 2003年度: 7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
• キーワード: ドーパミン細胞 / アセチルコリン / バースト発火 / スライス標本 / Ca依存性非選択的カチオン電流

研究概要

これまでの研究で、ラットの中脳スライス標本においてパッチクランプ法を用いて中脳ドーパミン細胞に対するコリン作動性入力の作用を解析し、ニコチン受容体の活性化によって細胞内に流入するCa^<2+>によって活性化されるfulfenamic acid (FFA)感受性でnegative slope conductanceを有する内向き電流が、ムスカリン受容体の活性化によるSKチャンネルの抑制によるafterhyperpolarizationの減弱と協同的に作用してドーパミン細胞の脱分極応答を顕著に増強し、発火パターンを孤発モードからバーストモードに変換することを示してきた(Yamashita & Isa,2003a,2003b)。今年度の研究では、ドーパミン細胞においてシナプス前線維の電気刺激によって誘発させたEPSPにアセチルコリンのパフ投与を1-2秒先行させるとEPSPが顕著に増強されることを観察した。この増強効果はNMDA受容体の活性化や低閾値Caチャンネルの活性化には依存せず、FFAやphenytoinによって顕著に抑制された。従ってこのアセチルコリンによるEPSP増強効果は上記のFFA感受性電流の活性化によって起きることを明らかにした(Yamashita & Isa,2004)。この結果は、コリン作動性入力によってドーパミン細胞の発火パターンが持続発火モードからバースト発火モードに切り替わるためのメカニズムを説明したものといえる。

研究成果

• [文献書誌] Yamashita T, Isa T: "Fulfenamic acid sensitive, Ca^<2+>-dependent inward current induced by nicotinic acetylcholine receptors in dopamine neurons."Neuroscience Research. 46. 463-473 (2003)
• [文献書誌] Yamashita T, Isa T: "Ca^<2+>-dependent inward current induced by nicotinic receptor activation depends on Ca^<2+>/calmodulin-CaMKII pathway in dopamine neurons."Neuroscience Research. 47. 225-232 (2003)
• [文献書誌] Yamashita T, Isa T: "Enhancement of excitatory postsynaptic potentials by preceding application of acetylcholine in mesencephalic dopamine neurons."Neuroscience Research. (In press). (2004)
• [文献書誌] Saitoh K, Hattori S, Song W-J, Isa T, Takakusaki K: "Nigral GABAergic inhibition upon cholinergic neurons in the rat pedunculopontine tegmental nucleus."European Journal of Neuroscience. 18. 879-886 (2003)
• [文献書誌] Saitoh K, Isa T, Takakusaki K: "GABAergic inhibition upon mesencephalic dopaminergic cell groups in rats."European Journal of Neuroscience. (In press). (2004)
• [文献書誌] Saito Y, Isa T: "Local excitatory network and NMDA receptor activation generate a synchronous and non-linear bursting command from the superior colliculus."Journal of Neuroscience. 23. 5854-5864 (2003)