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カルシウムイオンは、シナプス前終末からの伝達物質放出に不可欠であるばかりでなく、その活動依存的な調節機構にも重要な役割を果たしている。シナプス前部でのカルシウム動態を制御する因子のうち、カルシウム流入に関与するカルシウムチャンネルについてはその詳細が解明されつつあるが、シナプス前部での細胞内カルシウムストアの役割に関しては不明な点が多い。本研究では、リアノジン受容体を介した細胞内ストアからのカルシウム放出機構が、海馬CA3の苔状線維シナプスにおけるシナプス前終末内カルシウム動態の調節に関与する可能性について、蛍光カルシウム指示薬を用いた光学的測定法による検討を行った。リアノジン受容体を介した細胞内ストアからのカルシウム放出を阻害するTMB-8を投与すると、単発刺激によるシナプス前部でのカルシウム上昇にはほとんど影響を与えず、高頻度刺激によるカルシウム上昇を選択的に抑制した。苔状線維終末に発現するリアノジン受容体がカルシウム誘発性カルシウム放出(calcium-induced calcium release ; CICR)の機構を介して繰り返し刺激によるシナプス前部でのカルシウム動態を増幅する可能性が考えられた。また、この細胞内ストアからのカルシウム放出がシナプス可塑性の誘発に寄与しうるかについて検討するために、リアノジン受容体からのカルシウム放出を促進するカフェインの作用を検討した。苔状線維シナプス伝達はカフェイン投与により著明に亢進し、また、カフェイン除去後は長期抑圧を示した。リアノジン受容体が長期可塑性の誘発を直接的に制御しうることが示された。
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