抑制性シナプス長期増強の発現に関与する細胞内情報伝達系の同定

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05454677
• 研究機関: 自治医科大学
• 研究代表者: 狩野 方伸 自治医科大学, 医学部, 講師 (40185963)
• キーワード: 小脳スライス / パツチクランプ / 抑制性シナプス / 長期増強 / GABA受容体 / Ca^<++> / calmodulin-dependent protein kinase II

研究概要

当初の研究計画にしたがい、本年度は以下の2項目について研究を行った。
1.抑制性シナプス長期増強へのCa^<++>/calmo dulin-dependent protein kinase II(CaM-KII)の関与についてラット小脳スライスのプルキンエ細胞からホールセル記録を行い、シナプス後電流(IPSC)およびGABA(2-5muM)による電流をモニターした。脱分極パルス(持続500ms,-60mVから0mV)を与えると、IPSC)およびGABA電流が増強し40分以上持続した。この長期増強は、非特異的プロテインキナーゼ阻害剤であるstaurosporineによって阻害された。次に、カルモジュリン阻害剤のcalmidazolium(CZ)とCaM-KII阻害剤のKN-62を用いてCaM-KIIが長期増強に関与するかどうかを調べた。CZ(100nM)およびKN-62(3muM)をあらかじめバス灌流液に与えておいて脱分極パルスを加えた細胞群では長期増強は起きなかった。これに対し、脱分極パルスを与えてから5分後にCZおよびKN-62投与を開始した細胞群では、長期増強がみられた。これらは、カルモジュリンによるCaM-KIIの活性化が長期増強の誘発に必要であり、この過程は脱分極パルスによるCa^<++>上昇の5分以内に終了することを示している。また長期増強の維持にはCa^<++>およびカウモジュリンに依存しない機構が関与することを意味する。なお、以上用いた薬物によって電位依存性Ca^<++>電流やシナプス伝達は影響されなかった。
2.protein kinase A(PKA)の関与について
PKAの特異的阻害剤のprotein kinase inhibitor peptide(PKIP)を細胞内に与えても長期増強をブロックできなかった。今後阻害剤の濃度、投与方法について、さらにはPKIP以外の阻害剤について検討する予定である。

研究成果

• [文献書誌] M.Kano: "Rebound potentiation of GAB Aergic inhibitory synaptic transmission in cerebellar Purkinje cells:its properties and possible mechanisms" Behavioral and Brain Sciences. (in press). (1994)
• [文献書誌] M.Kano: "Long-lasting rebound potentiation of GAB Aergic inhibitory synaptic currents in cerebellar Purkinje cells" Biomedical Research. (in press). (1994)
• [文献書誌] M.Kano: "Calcium-induced long-lasting potentiation of GAB Aergic curents in cerebellar Purkinje cells" Japanese Joumal of Physiology. (in press). (1994)