中枢シナプス生後発達分化の細胞分子メカニズム

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13002004
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 高橋 智幸 東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (40092415)
• 研究分担者: 齋藤 直人 東京大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (90334226) ; 辻本 哲宏 東京大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (40212055)
• キーワード: シプナス / 生後発達 / 神経終末端 / 伝達効率 / calyx of Held / PKC / Gタンパク質 / レセプター

研究概要

(1)生後発達に伴い聴覚中継シナプス後膜のNMDA受容体の発現が低下し、それによって安定した高頻度シナプス伝達が可能となることを明らかにした。更に、この生後発達変化は、聴覚が形成される以前の生後第1週において聴覚入力を遮断することによって抑制されることを見出した(論文1)。(2)AMPA受容体脱感作薬として知られるCTZが神経終末端のKチャネルを抑制することにより伝達物質の放出を促進することを神経終末端から直接ホールセル記録をおこなうことによって明らかにした(論文2)。(3)神経終末端におけるGABA_B受容体を介する伝達物質放出抑制作用はGタンパク質G_0のβγサブユニットによるCaチャネル抑制によるものであることをβγサブユニットを神経終末端内に直接注入することにより証明した(論文3)。(4)生後発達に伴い脳幹の聴覚中継シナプスcalyx of Heldでは伝達物質放出確率が低下し、放出可能なシナプス小胞のプールサイズが増加することを見出した。その結果、低頻度シナプス伝達効率は一定に保たれる一方、高頻度シナプス伝達における伝達効率が上昇し、高信頼性のシナプス伝達が獲得されることを明らかにした(論文4)。(5)温血動物中枢神経シナプスcalyx of Heldにも神経筋接合部と同様のシナプス伝達量子解析が適用出来ることを示した(論文5)。(6)PKCの活性化による伝達物質放出促進メカニズムは主としてCa非依存性のεPKCによって媒介されることを明らかにした。また、ホルボールエステルによって活性化されたεPKCは神経終末端を伝達物質放出部位に向かって移動し、自己リン酸化されることが明らかになった(論文6)。

研究成果

• [文献書誌] Futai K. et al.: "High-fidelity transmission acquired via a developmental decrease in NMDA receptor expression at an auditory synapse"J. Neurosci. 21. 3342-3349 (2001)
• [文献書誌] Ishikawa T., Takahashi T.: "Mechanisms underlying presynaptic facilitatory effect of cyclothiazide at the calyx of Held of juvenile rats"J. Physiol. 533. 423-431 (2001)
• [文献書誌] Kajikawa Y. et al.: "GTP-binding protein βγsubunits mediate presynaptic calcium current inhibition by GABA_B receptor"Proc. Natl. Sci. USA. 98. 8054-8058 (2001)
• [文献書誌] Iwasaki S., Takahashi T.: "Developmental regulation of transmitter release at the calyx of Held in rat auditory brainstem"J. Physiol. 534. 861-871 (2001)
• [文献書誌] Sahara Y., Takahashi T.: "Quantal components of the excitatory postsynaptic currents at a rat central auditory synapse"J. Physiol. 536. 189-197 (2001)
• [文献書誌] Saitoh N. et al.: "Activation of the epsilon isoform of protein kinase C in the mammalian nerve terminal"Proc. Natl. Sci. USA. 98. 14017-14021 (2001)