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小脳のシナプス可塑性は運動学習の基盤と考えられており、平行線維・プルキンエ細胞間のグルタミン酸作動性興奮性シナプスで起る長期抑圧.抑制性介在神経細胞・プルキンエ細胞間のGABA作動性抑制性シナプスで起る脱分極依存性増強等が知られている。本研究では、これらのシナプス可塑性維持の分子機構を明らかにすることをめざしている。シナプス伝達のユニット反応であるmEPSCの大きさを長期抑圧時に計測する実験により、長期抑圧には約2日間持続しmRNA・蛋白質合成に依存する後期相が存在することが明らかになっていた。平成12年度に行った培養プルキンエ細胞を用いた実験により、長期抑圧後期相の維持にカルモヂュリン依存性の脱リン酸化酵素であるカルシニューリンが関与することが明らかになった。培養プルキンエ細胞をカルシニューリン阻害剤で処理することにより長期抑圧後期相が出現した。そしてこの長期抑圧後期相はカルモヂュリン依存性キナーゼの阻害により抑えられた。また、私たちはGABA作動性抑制性シナプスにおける脱分極依存性増強について、脱分極時にシナプス前神経細胞を活性化させたりGABAを投与してプルキンエ細胞のGABA(B)受容体を活性化すると、増強が起らなくなることを見い出した。この知見をふまえて、培養プルキンエ細胞をGABA(B)受容体阻害剤と高濃度のカリウムイオンを含む液で処理することにより脱分極依存性増強を引き起こし、それがどのくらいの時間持続するかをmIPSCの計測により調べた。その結果、脱分極依存性増強にも一日以上持続する相が存在することが明らかになった。
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