大脳視覚野の可塑性に関与するシナプス後部カルシウムの動態

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07458220
• 研究種目: 一般研究(B)
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 津本 忠治 大阪大学, 医学部, 教授 (50028619)
• 研究分担者: 畠 義郎 大阪大学, 医学部, 助手 (20089882)
• キーワード: 脳 / 神経回路 / カルシウムイメージング / ニューロン / シナプス / カルシウム / 長期抑圧 / 長期増強

研究概要

発達脳皮質視覚野におけるシナプス長期増強あるいは長期抑圧の誘発にはシナプス後部におけるカルシウム濃度変化が関与していることが示唆されている。本研究はこの示唆の妥当性を検証することを目的とした。そのため、whole-cell電流記録用のパッチ電極からカルシウム蛍光指示薬であるrhod-2を細胞内に注入し樹状突起のシナプス後部にあたると思われる部位迄充填した。標本としては幼若ラット大脳皮質視覚野の薄切スライスを使用し、対象の細胞は皮質II/III層の錐体ニューロンとした。次に、IV層テスト刺激に対する興奮性後シナプス電流の測定と同時に、樹状突起内のカルシウム動態をオプティカルレコーディングシステムにより解析した。さらに、IV層の高頻度刺激時のカルシウム動態を解析した。その結果、高頻度シナプス入力に伴うカルシウムシグナルの増加は樹状突起内で均一ではなくホットスポットと呼ばれる特定の部位で特に強いことを見い出した。また、シナプス反応の長期増強誘発時にはシナプス後ニューロンの樹状突起ホットスポットで強いカルシウム増加が、長期抑圧誘発時には比較的弱い増加が起きることを見い出した。

研究成果

• [文献書誌] Otsu,Y.,Kimura,F.and Tsumoto,T.: "Hebbian induction of LTP in visual cortex : A perforated patch clamp study in cultured neurons." J.Neurophysiol.74. 2437-2444 (1995)
• [文献書誌] Torii,N.,Kamishita,Y.,Otsu,Y.and Tsumoto,T.: "An inhibitor for calcineurin,FK506 blocks induction of long-term depression in rat visual cortex." Neurosci.Lett.185. 1-4 (1995)
• [文献書誌] Kamishita,T.,Haruta,H.,Torii,N.,Tsumoto,T.and Hicks,T.P.: "Metabotropic glutamate receptors and visual cortical synaptic plasticity." Can.J.Physiol.Pharmacol.73. 1312-1322 (1995)
• [文献書誌] Sato,H.,Tamura,H.,Katksuyama,N.,Hata,Y.and Tsumoto,T.: "Mechanisms underlying direction selectivity of neurons in the primary visual cortex of the macaque." J.Neurophysiol.74. 1382-1394 (1995)
• [文献書誌] Tamura,H.,Sato,H.,Katsuyama,N.,Hata,Y.,and Tsumoto,T.: "Less segregated processing of visual information in V2 than V1 of the monkey visual cortex." Europ.J.Neurosci.8. 300-309 (1996)
• [文献書誌] Yasuda,H.and Tsumoto,T.: "Long-term depression in visual cortex is associated with a lower rise of postsynaptic Ca2+ than LTP." Neurosci.Res.(in press). (1996)