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ラット小脳スライスのプルキンエ細胞からホールセルパッチクランプ記録を行い、シナプス後電流(IPSC)およびGABA(2-5μM)による電流をモニターした。脱分極パルスにより、IPSCおよびGABA電流の長期増強が誘発された。これは、プロテインキナーゼ阻害剤のstaurosporine、カルモジュリン阻害剤のcalmi dazoloum(CZ)、Ca^<++>/calmodulin-dependent protein kinase II(CaM-KII)の阻害剤であるKN-62およびcalmo dulin-bindingdpeptieによって阻害された。しかし、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、また長期増強の維持にはCa^<++>およびカル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。
また、単離CaM-KIIを、カルモジュリン、Ca^<++>、ATPγS存在下で自己燐酸化させ、活性化型としてプルキンエ細胞に注入した。対照として熱処理したCaM-KIIを注入した。活性化型CaM-KIIによりGABA電流の振幅が増大し、記録開始20分後には5分後の値の約150%に達した。また、IPSCの振幅も同様に増大した。一方、対照群では、有意な変化はなかった。さらに、ホスファターゼ阻害剤のcalyculin A(1μM)により、GABA電流の増大がみられた。対照群では有意な変化はなかった。以上の結果はプルキン工細胞のGABA_A受容体の反応性はCaM-KIIによる燐酸化とホスファターゼによる脱燐酸化によって調節されていて、一過性Ca^<++>濃度上昇に引き続くCaM-KII活性化とそれによる燐酸化がIPSCの長期増強に関与することを強く示唆する。
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