| 研究課題/領域番号 |
20H03358
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分46030:神経機能学関連
|
|---|
| 研究機関 | 同志社大学 |
|---|
研究代表者 |
橋本谷 祐輝 同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (50401906)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
|
|---|
| キーワード | 海馬 / 乳頭体上核 / 歯状回 / シナプス可塑性 / 顆粒細胞 / 長期増強 / 共放出 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
哺乳類の中枢神経系において興奮性ニューロンはグルタミン酸を、抑制性ニューロンはGABAを放出する。申請者は最近、乳頭体上核と海馬歯状回の顆粒細胞で形成されるシナプスにおいてグルタミン酸とGABAが共放出することを明らかにした。しかし、興奮と抑制の相反する効果をもつ神経伝達物質が同じ神経終末から共放出される生理的意義はよくわかっていない。
本研究では、乳頭体上核―顆粒細胞シナプスにおけるグルタミン酸とGABA共放出比の可塑性に着目し、興奮／抑制バランスのダイナミックな変化がシナプスや歯状回回路に与える影響を明らかにすることを目指す。
|
| 研究実績の概要 |
これまで乳頭体上核―顆粒細胞シナプスにおけるシナプス可塑性のメカニズムを調べてきた。昨年度までの成果として、顆粒細胞を脱分極させるとNMDA受容体非依存的に興奮性シナプスにおいて長期増強が引き起こされることを明らかにした。この乳頭体上核―顆粒細胞シナプスはユニークなシナプス伝達様式を示し、グルタミン酸と共にGABAも同じ神経終末から放出される。しかし、興奮性シナプス伝達と同様に脱分極パルスを与えてもGABAによるシナプス伝達では長期増強が起こらないことがわかった。以上のことから乳頭体上核―顆粒細胞シナプスにおいて長期増強が誘導されることによって興奮と抑制のバランスが変化し、興奮性にシフトすることがわかった。さらに、この変化によって乳頭体上核からの入力で顆粒細胞がより発火しやすくなることが明らかになった。一方でNMDA受容体依存性の神経活動依存的な長期増強が誘導されるかどうかは不明であった。
今年度は乳頭体上核と顆粒細胞の同期した神経活動によって長期増強が誘導されるかどうか検討した。乳頭体上核入力と顆粒細胞の活動をペアで刺激し、スパイクタイミング依存性可塑性の誘導を試みた。その結果、興奮性シナプスにおいて長期増強が誘導されることを見出した。この長期増強はNMDA受容体依存的であることがわかった。さらに同じ刺激を与えても抑制性のGABAによるシナプス伝達では変化しないことがわかった。すなわちグルタミン酸・GABA共放出シナプスにおいて興奮と抑制のバランスが興奮側にシフトすることが示唆された。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
昨年度までで明らかにした脱分極誘導性の長期増強とは全く異なる別の長期増強を見出した。この長期増強は乳頭体上核と顆粒細胞の同期した神経活動によって誘導され、且つNMDA受容体依存性であった。したがって、この新規の長期増強は実際の脳活動における乳頭体上核―顆粒細胞シナプスの生理的役割の重要性を示唆し、今後の研究の発展が期待できる成果といえる。
|
| 今後の研究の推進方策 |
乳頭体上核―顆粒細胞シナプスでは脱分極誘導性とNMDA受容体依存性の２つの長期増強が誘導されることがわかった。同じシナプスでこのような誘導メカニズムの異なった長期増強が起こることによって乳頭体上核―顆粒細胞間の神経回路にどのような影響を与え、海馬活動がどの様に調節されるのか今後調べる予定である。
|
