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

1995 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 / パッチクランプ / 抑制性シナプス / 長期増強 / GABA受容体 / protein kinase G / protein kinase C / 遺伝子ノックアオウトマウス

研究概要

本年度は以下の3項目について研究を行った。
1.protein kinase G (PKG)の長期増強への関与の有無についての再検討。
生後約2週齢ラットの小脳スライスプルキンエ細胞からwhole-cell patch clampを行った。グルタミン酸受容体阻害剤によって興奮性シナプス伝達を遮断し、抑制性介在ニューロンを電気刺激して抑制性シナプス後電流(IPSC)を誘発した。安定に記録されたことを確認した後、脱分極パルスによってCa^<++>スパイクを起こし、長期増強を誘発した。N^G-methyl-L-arginine(NO産生の阻害剤)とK-5823(PKGの膜透過特異的阻害剤)を与え、長期増強の発現が阻止されるかを検討した。しかし、いずれも効果がなかった。また、8-bromo-cGMPによって細胞内のcGMP濃度を上昇させたときに長期増強が起きるがどうかも調べたが、これも効果がなかった。
2.protein kinase C (PKC)の長期増強への関与の有無についての再検討。
PKCの膜非透過性特異的阻害剤のPKC (19-36)、膜透過性特異的阻害剤のcalphostin CおよびChelerythrineを与え、長期増強の発現が阻止されるかを検討したが、いずれも効果がなかった。さらにPKC活性化剤のphorbol esterにより長期増強が起こるかを再検討したが、効果はなかった。
3.遺伝子ノックアウトマウスの長期増強の解析
プルキンエ細胞に豊富に存在するPKCのγアイソフォーム(PKCγ)のノックアオウトマウスの抑制性シナプス伝達の基本的な性質を調べ、正常マウスと比較した。その結果、PKCγ欠損マウスでは抑制性シナプス伝達の基本的な性質は正常であることがわかった。今後、長期増強に異常があるか引き続き検討する予定である。

研究成果

• [文献書誌] M. Kano et al.: "Impaired synapse elimination during cerebellar development in PKCγ mutant mice." Cell. 83. 1223-1231 (1995)
• [文献書誌] C. Chen et al.: "Impaired motor coordination correlates with persistent multiple climbing fiber innervation in PKCγ mutant mice." Cell. 83. 1233-1242 (1995)
• [文献書誌] M. Kano: "Plasticity of inhibitory synapses in the brain : a possible memory mechanism that has been overlooked." Neuroscience Research. 21. 177-182 (1995)
• [文献書誌] M. Kano et al.: "Depolarization-induced calcium signals in the somata of cerebellar Purkinje neurons." Neuroscience Research. 24. 87-95 (1995)
• [文献書誌] M. Kano et al.: "Ryanodine receptor-mediated calcium release in rat cerebellar Purkinje neurones." Journal of Physiology. 487. 1-16 (1995)
• [文献書誌] F.Tempia et al.: "The fractional calcium currentthrough neuronal AMPA receptor channels with a ′low′ calcium permeablity." Journal of Neuroscience. 15. 456-466 (1996)
• [文献書誌] 狩野方伸,川合述史: "グルタミン酸レセプター" Clinical Neuroscience. 13. 548-553 (1995)