上丘における長期増強(LTP)発現の分子機構とその生理的意義の解明

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04454137
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 岡田 安弘 神戸大学, 医学部, 教授 (40073069)
• キーワード: 上丘 / 神経伝達 / 長期増強(LTP) / グルタミン酸 / NMDA受容体 / 蛋白キナーゼC / アデノシン / GABA

研究概要

平成4年度は上丘における長期増強(LTP)発現の分子機構の解明について重点的に研究が進められた。すなわちin vivoの急性動物のマイクロダイアリシスを用いた研究で視神経の連続刺激時およびLTP形成時に上丘浅灰白質層でグルタミン酸放出の増加が認められた。このことは我々が行なった視神経切断後の上丘アミノ酸の微量定量で明らかにした視神経一上丘線維が、グルタミン酸作動性である事実をさらに証明するとともに、上丘LTPが少なくともシナプス前性に由来する可能性が示された。さらにin vitroの上丘切片を用いた研究で上丘LTPの誘発維持機構についてNMDAー受容体ーカルモジュリンー蛋白キナーゼC(PKC)系の相関をそれらのアゴニスト、アンタゴニストを用いて明らかにした。すなわちLTPの誘発にはNMDA受容体、カルモジュリン系が作用しているが、維持機構にはPKC系が関与していることが明らかとなった。上丘切片においてアデノシンおよびその誘導体でも10^<-8>〜10^<-3>Mの広い濃度範囲でシナプス電位にLTPと同様の現象が惹起されるが、この増強作用はAPVのよやなNMDA受容体アンタゴニストで抑制されず、H-7のような蛋白キナーゼ狙害剤で抑制されることから、アデノシンによる増強作用とLTPによる増強作用の維持機構が蛋白キナーゼ系に収斂している可能性が示された。また上丘切片において上丘に高濃度に存在するGABAとLTP形成の関係を明らかにした。すなわちGABAはLTP形成に抑制的に作用しそのアンタゴニストであるビククリンやピクロトキシンはLTP形成に促進的に作用した。このようなin vivo・in vitroの研究に基づいて現在パッチクランプによる上丘浅灰白質ニューロンの性質の解析、さらにin vivoでの上丘LTPの神経回路およびその生理的意義の研究を続けている。

研究成果

• [文献書誌] Okada Y.: "The disrtribution and function of γ-aminobutyric acid (GABA)in the superior colliculus" in “GABA in the retina and central nervous system"Progress in Brain Research,ed.Mize,R.R.,Mark,R.E and Sillito,A.M.,Amsterdam. 249-262 (1992)
• [文献書誌] Sakurai T.: "Selective reduction of glutamate in the rat supperior coliculus and dorsal lateral geniculate nucleus after contralateral enucleation" Brain Research. 573. 197-203 (1992)
• [文献書誌] Okada Y.: "Excitatory effect of adenosine on neurotransmission is due to increase of transmitter release in the hippocampal slices" Neuroscience Lett.142. 233-236 (1992)
• [文献書誌] Y.Okada: "The properties of the long-term potentiation (LTP)in the superior colliculus" in “The Visually Responsive Neurons:from basic neurophysiology to behaviour"Progress in Brain Research,ed.Hicks,T.P.and Molotchnikoff,S.Amsterdam in press. (1993)
• [文献書誌] 岡田 安弘: "上丘における長期増強(LTP)とアデノシンによる神経伝達促通作用" 厚生省・精神神経疾患研究委託平成4年報告書. (1993)
• [文献書誌] Hirai H.: "Inhibitory effect of GABA (γ-aminobutyric acid)on the induction of long-term potentiation in guinea pig superior colliculus slices" Neuroscience Lett.in press. (1993)
• [文献書誌] Miyamoto T.: "NMDA receptor,protein kinase C(PKC) and calmodulin system participate in the long-term potentiation (LTP) in guinea pig superior colliculus slices" Brain Research in press. (1993)