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細胞外Cl^-を調節して神経回路の興奮性を制御するグリアのCl^-トランスポーター

研究課題

研究課題/領域番号 16047213
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関浜松医科大学

研究代表者

福田 敦夫  浜松医科大学, 医学部, 教授 (50254272)

研究分担者 井上 浩一  浜松医科大学, 医学部, 助手 (80345818)
窪田 寿彦  浜松医科大学, 医学部, 助手 (80377746)
山田 順子  静岡大学, 大学院・電子科学研究科, 助手 (30334965)
研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
2005年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2004年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
キーワードクロライドイオン / クロライドトランスポーター / インターニューロン / イメージング / GABA / 海馬 / てんかん / アストロサイト / クロラドトランスポーター
研究概要

1.脳スライスのアストロサイトからの[Cl^-]_i測定とグリアによる神経回路機能調節の証明[窪田・福田]:まずアストロサイト親和性色素のsulforhodamine 101を用いて、海馬スライス中のastrocytesを同定した。次にパッチ電極内液にCl^-感受性蛍光色素のMEQを加えておき、同定した多数のastrocytesにsingle-cell electroporation法で次々とMEQを注入し、同時に5-6個のastrocytesでのCl^-イメージングを可能にした。シェーファー側枝をテタヌス刺激した時のastrocytesの[Cl^-]_i変化をこれら複数個のastrocytesで同時に観察した(astrocyte回路網のCl^-イメージング)。シェーファー側枝の高頻度刺激で記録したすべてのastrocyteでMEQ蛍光が低下、すなわち[Cl^-]_i上昇が見られた。これらの[Cl^-]_i上昇は刺激の頻度や強度に応じて変化した。しかしこの変化は、以前我々が報告した錐体細胞でのGABA作用を抑制性から興奮性に逆転させるCl^-蓄積(J.Neurophysiol. 2003)とは時間経過が異なり、静止電位におけるastrocyteのCl^-の電気化学勾配もニューロンと逆向きとの報告もあるので、このastrocyteでの[Cl^-]_i上昇はニューロンとは全く別のメカニズムであると考えられた。以上からastrocyte回路網による能動的なCl^- buffering機構が存在すると結論した。
2.神経障害モデルを用いたアストロサイトの[Cl^-]_i調節による神経回路機能調節の検討[福田・窪田・井上]:神経障害モデル(皮質凍結損傷)の傷害部位ではastrocyteが増殖していた。GFAP、NSEとNKCC1,KCC2との二重免疫染色とin situ hybridizationを行った結果、ニューロンではNKCC1,KCC2とも発現していたのにたいし、astrocyteではNKCC1のみが発現しており、astrocyte回路網によるCl^- buffering機構存在の仮説と矛盾しない結果であった。

報告書

(2件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (15件)

  • [雑誌論文] Brain-type creatine kinase activates neuron-specific K^4-C1^- co-transporter KCC22006

    • 著者名/発表者名
      Inoue, K. et al.
    • 雑誌名

      J. Neurochem. 96

      ページ: 598-608

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Differential expression of KCC2 accounts for the differential GABA responses between relay and intrinsic neurons in the early postnatal rat olfactory bulb2005

    • 著者名/発表者名
      Hang, C. et al.
    • 雑誌名

      Eur. J. Neurosci. 21

      ページ: 1449-1455

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Diuretic soothes seizures in newborns2005

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, A.
    • 雑誌名

      Nature Medicine 11

      ページ: 1153-1154

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 脳機能におけるCl^-ホメオスタシスの役割についての新しい考え方2005

    • 著者名/発表者名
      福田敦夫
    • 雑誌名

      医学のあゆみ 214

      ページ: 965-966

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Differential functional expression of cation-Cl^- cotransporter mRNAs (KCC1, KCC2, and NKCC1) in rat trigeminal nervous system.2005

    • 著者名/発表者名
      Toyoda H. et al.
    • 雑誌名

      Mol.Brain Res. 133

      ページ: 12-18

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Transgenic expression of enhanced green fluorescent protein enables direct visualization for physiological studies of vasopressin neurons and isolated nerve terminals of the rat.2005

    • 著者名/発表者名
      Ueta Y.et al.
    • 雑誌名

      Endocrinology 146

      ページ: 406-413

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Characterization of newly cloned variant of rat glycine receptor α1 subunit.2005

    • 著者名/発表者名
      Inoue K. et al.
    • 雑誌名

      Biochem.Biophys.Res.Commun. 327

      ページ: 300-305

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Differential expression of KCC2 accounts for the differential GABA responses between relay and intrinsic neurons in the early postnatal rat olfactory bulb.2005

    • 著者名/発表者名
      Wang C.et al.
    • 雑誌名

      Eur.J.Neurosci. (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Interaction of neuron-specific K^+-Cl^- cotransporter, KCC2, with brain-type creatine kinase.2004

    • 著者名/発表者名
      Inoue K et al.
    • 雑誌名

      FEBS Lett. 564

      ページ: 131-135

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Cl^- uptake promoting depolarizing GABA actions in immaturerat neocortical neurones is mediated by NKCC1.2004

    • 著者名/発表者名
      Yamada J. et al.
    • 雑誌名

      J.Physiol. 557

      ページ: 829-841

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Neuroprotective effects of melatonin against anoxia/aglycemia stress, as assessed by synaptic potentials and superoxide production in rat hippocampal slices.2004

    • 著者名/発表者名
      Uchida K, et al.
    • 雑誌名

      J.Pineal Res. 37

      ページ: 215-222

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Malfunction of respiratory related neuronal activity in Na^+, K^+-ATPase α2 subunit-deficient mice is due to abnormal Cl^- homeostasis in brainstem neurons.2004

    • 著者名/発表者名
      Ikeda K. et al.
    • 雑誌名

      J.Neurosci. 24

      ページ: 10693-10701

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 外側膝状体のクロライドトランスポーターとクロライドホメオスタシス2004

    • 著者名/発表者名
      福田敦夫
    • 雑誌名

      生体の科学 55(6)

      ページ: 567-573

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] GABA-A receptors regulate neocortical neuronal migration in vitro and in vivo

    • 著者名/発表者名
      Heck.N.et al.
    • 雑誌名

      Cereb. Cortex (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Insertion of α7 nicotinic receptors at neocortical layer V GABAergic synapses is induced by a benzodiazepine, midazolam

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, S. et al.
    • 雑誌名

      Cereb. Cortex (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2018-03-28  

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