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今年度の成果としては、まず容量性Ca流入が神経細胞に存在することおよびそれがシナプス可塑性へ関与することを初めて示した。海馬の培養神経細胞を用いてCaイオン濃度を測定したところ、容量性Ca流入が観察され、NMDA型受容体を介するCa流入にも寄与していることが明らかになった。また、海馬におけるシャッファー側枝-CA1野錐体細胞シナプス長期増強にも必須であることを示した。さらに、ヘテロシナプス可塑性についても、以下のことを見つけた。海馬CA3野錐体細胞は少なくとも3種類の入力(MF:苔状繊維、TA:嗅内野皮質、AC:連合・反回性)を受けているがそれらの相互作用は不明であった。前年度までの研究で高頻度の神経活動によりMFから遊離した亜鉛イオンが拡散してAC入力を抑制することを示した。本年度はTAの役割に注目して解析した。まず、TAにはNMDA型グルタミン酸受容体依存性のシナプス可塑性が存在することを示した。MFを予め一回刺激しておくと、TA入力が減弱した。しかし、高頻度刺激すると逆に著しく、かつ長時間にわたって増強された(ヘテロシナプスLTP)。この現象はMFシナプスにおけるNMDA型受容体の活性化に依存していた。つまり、MFはその活動状況(履歴)に応じて、他のシナプスの伝達効率をダイナミックに変動させていることが明らかになった(ヘテロシナプス調節)。このように、従来は主要な海馬内の経路と考えていたMFがむしろ他のシナプスの調節的な役割を果たしていること、その役割発揮に存在意義が不明だったMFシナプスに存在するNMDA型受容体が関与していることを示した。このようなヘブ則に従わないシナプス可塑性は時空間に依存した調節を可能としており、今後はその機能的な役割解明に取り組みたい。
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