遺伝子操作マウスからのin vivoパッチクランプ記録法の確立

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14658268
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 吉村 恵 九州大学, 大学院・医学研究院, 教授 (10140641)
• 研究分担者: 古江 秀昌 九州大学, 大学院・医学研究院, 助手 (20304884)
• キーワード: in vovoパッチクランプ / 脊髄後角 / 痛み / 遺伝子操作 / ノックアウト / EPSC / IPSC / シナプス応答

研究概要

末梢から伝えられた感覚情報は、脊髄後角において修飾・統合され、視床を介して大脳皮質第一次感覚野に運ばれ、知覚される。最近の痛み関連分子のクローニングに伴い、行動薬理学的な手法を用いて責任分子の機能的な役割が追求されてきたが、分子のレベルから行動学的な変化を推測・説明する事は困難であることは論を待たない。そこで、分子と行動学的変化との関連を、より高い確実性を持って説明するためには、in vivoでの単一細胞からの電気生理学的な解析が必須となる。本研究は、遺伝子操作を受けたマウス脊髄後角細胞におけるシナプス応答の解析を可能にする事を目的とする。麻酔下にマウスの気管切開を行い、動脈圧および体温のモニターを行う。腰部脊髄の椎弓切除を行った後、脊髄・脳固定装置にセットする。脊髄表面は加温したクレブス液によって持続的に灌流し、薬液も同じ経路から直接脊髄に投与する。膠様質表面のくも膜と軟膜に電極刺入用の窓を開ける。記録細胞が膠様質である同定には、記録細胞の脊髄表面からの深さと、記録電極からneurobiotinを注入し、その形態と部位から行う。膠様質細胞からパッチクランプ記録を行うと、ラットからの記録と同様に、微少興奮性シナプス応答(mEPSC)が記録できた。膜電位を0mVにすると、微少抑制性シナプス応答(mIPSC)が記録できた。記録と同側の後肢を鈎付きのピンセットで挟むと、高頻度、高振幅のEPSCが観察された。一方、触刺激によっては刺激のはじめと終わりにEPSCが観察されたが、応答は速い慣現象を示した。これらの応答はラット膠様質細胞で観察されたものと同様、グルタミン酸受容体拮抗薬で抑制された。今後、痛み関連分子をノックアウトしたマウスから記録を行い、どのようなシナプス応答の変化が惹起されているかを明らかにしていく。

研究成果

• [文献書誌] Kawasaki Y: "α2 adrenoceptor-mediated presynaptic inhibition of primary afferent glutamatergic transmission in rat substantia gelatinosa neurons."Anesthesiology. 98・3. 682-689 (2003)
• [文献書誌] Yang K: "Pre- and postsynaptic inhibition mediated by GABA_B receptors in rat ventrolateral periaqueductal gray neurons."Biochemical and Biophysical Research Communication. 302. 233-237 (2003)
• [文献書誌] Matsumoto N: "GABA-mediated inhibition of glutamate release during ischemia in substantia gelatinosa of the adult rat."Journal of Neurophysiology. 89. 257-264 (2003)
• [文献書誌] Jiang N: "Somatostatin directly inhibits substantia gelatinosa neurons in adult rat spinal dorsal horn in vitro."Neuroscience Research. 47. 97-107 (2003)
• [文献書誌] Yang K: "Alterations in primary afferent input to substantia gelatinosa of adult rat spinal cord after neonatal capsaicin treatment."Journal of Neuroscince Research. 74・6. 928-933 (2003)
• [文献書誌] Katafuchi T: "Prolonged effects of polyriboinosinic : polyribocytidylic acid on spontaneous running wheel activity and brain Interferon-α mRNA in rats : A model for immunologically induced fatigue."Neuroscience. 120. 837-845 (2003)
• [文献書誌] Katafuchi T: "Endotoxin inhibitor blocks heat exposure-induced expression of brain cytokine mRNA in aged rats."Molecular Brain Research. 118. 24-32 (2003)
• [文献書誌] 吉村 恵: "In vivoパッチクランプ法の実際と適用"日本生理学雑誌. 65・10. 314-314 (2003)
• [文献書誌] 古江 秀昌: "およびラット脊髄後角細胞からのin vivoパッチクランプ記録法"日本生理学雑誌. 65・10. 315-321 (2003)
• [文献書誌] 土井 篤: "ラット大脳皮質体性感覚野からのin vivoパッチクランプ記録法"日本生理学雑誌. 65・10. 322-329 (2003)
• [文献書誌] 吉村 恵: "慢性疼痛と神経再生"ペインクリニック. 24・4. 463-464 (2003)
• [文献書誌] 吉村 恵: "脊髄後角の可塑性と痛み"脳21. 6・1. 42-47 (2003)
• [文献書誌] Furue H: "Progress in Pain Research and Management Proceedings of the 10th World Congress of Pain"IASP Press. 959 (2003)