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

1993 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 / 長期増強(LTP) / NMDA受容体 / カルモジュリン-蛋白キナーゼC系 / グルタミン酸放出増大 / 大脳皮質視覚野-上丘路 / GABA-抑制 / アデノシン-LTP様作用

研究概要

長期増強(LTP)現象は、記憶形成の基礎過程として知られるシナプス可塑性の一つとして注目されているが、我々は視覚-運動系の統合調節に重要な役割を果たしている上丘において、顕著なLTPが惹起されることを世界で初めて報告した(Okada.1990)。本研究課題は、上丘におけるLTP発現の分子機構と、その生理的意義の解明を目的とするものであるが、本年度(平成5年度)は前年度に引きつづき次のような点が明らかになった。
1.アデノシンおよびその誘導体を上丘浅灰白質層に作用させるとLTPと同様の現象が惹起されるが、この興奮作用がグルタミン酸の放出によること、その維持にPKCおよびPKA系が関与しており、テタヌス刺激によるLTPの機構との類似性が明らかにされた。
2.上丘浅灰白質層には高濃度のGABA作動性介在ニューロンが存在するが、同側の大脳皮質視覚野から上丘への投射が上丘ニューロンを活性化し、それが上丘内GABA作動性ニューロンを介して視神経からのLTP形成を抑制していることがラットを用いたin vivoの研究で明らかにされ、上丘を中心とする神経回路網におけるLTPの生理的意義の解明の糸口に重要な知見を与えた。
3.上丘浅灰白質層ニューロンを単離培養し、それに対するNMDA、グルタミン酸およびそのアゴニスト、アンタゴニストの作用をバッチクランプ法を用いて検討した結果、シナプス後細胞としての浅灰白質層ニューロンがグルタミン酸感受性ニューロンであることが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] Takaaki Miyamoto: "NMDA receptor.protein kinase C and calmodulin system participate the long-term potentiation in guinea pig superior colliculus slices" Brain Research. 605. 287-292 (1993)
• [文献書誌] Yasuhiro Okada: "The properties of the long-term potentiation (LTP) in the superior colliculus" Progress in Brain Research. 95. 287-296 (1993)
• [文献書誌] Hirokazu Hirai: "Inhibitory effect of GABA (γ-aminobutyric acid) on the induction of long-term potentiation in guinea pig superior colliculus slices" Neuroscience Letters. 149. 198-200 (1993)
• [文献書誌] Hirokazu Hirai: "Ipsilateral corticotectal pathway inhibits the formation of long-term potentiation (LTP) in the rat superior colliculus through GABAergic mechanism" Brain Research. 629. 23-30 (1993)
• [文献書誌] Hirokazu Hirai: "Adenosine facilitates glutamate release in a protein kinase-dependent manner in superior colliculus slices" European Journal of Pharmacology. (in press). (1994)
• [文献書誌] Akihiro Ishikawa: "Excitatory effects of adenosine receptor agonists and antagonists on guinea pig superior collicular slices" Neuroscience Letters. 15 (in press). (1994)