ニューロン内Ca^<2+>遊離とシナプス伝達制御に関する研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08407002
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 久場 健司 名古屋大学, 医学部, 教授 (60080561)
• 研究分担者: 成田 和彦 川崎医科大学, 医学部, 助手 (60104808)
• キーワード: 超短パルスレーザー / 二光子励起 / 細胞内Ca^<2+> / レーザー顕微鏡 / ニューロン / 空間解像度 / 光軸方向解像度 / Ca^<2+>蛍光プローブ

研究概要

細胞内Ca^<2+>貯蔵部位からのCa^<2+>誘起性Ca^<2+>遊離(CICR)がシナプス伝達機構の制御にどのように関与するかを調べる為、今年度は、細胞内Ca^<2+>の3次元分布の動態の高精度測定法の開発とカエル運動神経終末でのインパルスによる細胞内Ca^<2+>上昇の動態にCICRが関与するかを検討した。
1.二光子励起レーザー顕微鏡の開発
8〜12Wのアルゴンレーザーによりチタンサファイアレーザーを発振させ、超短パルスレーザー(700-800nm、0.2-1W、80MHz、80-150fsec)をレーザー走査蛍光測定装置(バイオラッドMRC-600)に入れ、倒立顕微鏡ステージ上の試料面を走査し、二光子励起による蛍光画像を得た。空間解像度0.3-0.4μm、深さ方向解像度0.3-0.4μmの性能が得られた。培養ラット海馬ニューロンや培養ウシガエル交感神経節細胞やカエル運動神経終末のCa^<2+>蛍光プローブによる鮮明な蛍光画像が得られた。
2.シナプス前終末のCa^<2+>誘起性Ca^<2+>遊離
低Ca高Mg^<2+>液中でカエル運動神経終末のテタヌス刺激により誘起した細胞内Ca^<2+>濃度の上昇にCICRが関与し、この機構は静止時には不活性化されており、インパルスにより数分の時定数で脱不活性化され、これと同時に流入したCa^<2+>により活性化され、インパルスの休止により10数分の時定数で不活性化されることが解った。

研究成果

• [文献書誌] Yoshizaki,K.: "Ca^<2+>-induced Ca^<2+> release and its activation in response to a single action potential in rabbit oric ganglior cells." J.Physiol.(Lond.). 486. 177-187 (1995)
• [文献書誌] Hua,S.-Y.: "Cyclic ADP-ribose Modulates Ca^<2+> release channels for activation by physiological Ca^<2+> entry in bullfrog sympathetic neurones." Neuron.12. 1073-1079 (1994)
• [文献書誌] Kuba,K.: "A UV laser-scanning confocal microscope for the measurement of intracelluar Ca^<2+>." Cell Calcium. 16. 205-218 (1994)
• [文献書誌] Kuba,K.: "Ca^<2+>-induced Ca^<2+> release in neurones." Jpn.J.Physiol.44. 613-650 (1994)
• [文献書誌] 久場健司: "共焦点レーザー顕微鏡による細胞内Ca^<2+>濃度の測定" 日本生理学雑誌. 58. 115-124 (1996)
• [文献書誌] 久場健司: "シナプスのCa^<2+>動態" 生体の科学. 47. 105-114 (1996)
• [文献書誌] 久場健司: "シナプス伝達のダイナミクス" 培風館, 146 (1995)
• [文献書誌] 久場健司: "新しい光学顕微鏡第2巻 第3章-5-(3)「ニューロンのCa^<2+>動態」" 学際企画, 199 (1995)