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本研究では、自然発生変異マウスおよびノックアウトマウスを材料として用い、イオンチャネル変異が一次的・二次的に引き起こす脳神経回路のシナプス前・シナプス後の伝達メカニズムの特性変化を解析することから、脳神経回路におけるイオンチャネルの機能と脳の基本的リズムの形成過程を検討することを目的とした。
N型Ca^<2+>チャネルノックアウトマウスを作成し、その機能解析を行った、ノックアウトマウスは外見正常であったが、N型Ca^<2+>チャネルノックアウトマウスでは、交感神経系を介する循環系の調節機構に障害があった。本マウスは高血圧の成因を探る上でも有用である。
P/Q型Ca^<2+>チャネル異常マウス(tottering、leaner、rollingなどの自然発生変異マウス)において、チャネル・シナプス伝達等の変化が、どのように失調症・てんかん・不随運動などの症状発現に至るかを解析した。Ca^<2+>チャネル変異マウスでは失調症の出現と相応して平行繊維-Purkinje細胞シナプスの伝達低下が見られたが、一方、登上繊維-Purkinje細胞シナプスでは伝達低下はなく、むしろ伝達の増強が見られる場合もあった。これらの現象は、Ca^<2+>動態の持続的な異常が、シナプス間連絡をさまざまに変化させることを示すものであり、その異常には発達におけるCa^<2+>代謝の重要性を示唆するものである。
てんかんを有するtotteringで、視床皮質路およびそれら関連する神経細胞の特性とシナプス伝達に関する異常を系統的に検索した。視床より大脳皮質への入力で抑制性の成分がとりわけ低下していることが明らかとなった。この成分がfeedfbrward inhibition系として働くと考えられ、抑制性インターニューロンのある集団がこの機能を担っているのではないかとの仮説のもとに、形態学的な検討を行ったが、顕著な変化は見られていない。
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