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本研究課題では、2光子励起ケイジドGABA活性化法を新たに開発し、これをラット大脳海馬及び新皮質の興奮性細胞に適用し、単一シナプスレベルでの機能的GABA受容体の細胞全体にわたるマッピングを行い、単一抑制性シナプス後部の機能・形態を明らかにすることを目的としている。本年度は、研究計画をたてた時点での新規のケイジドGABAを用いて、2光子励起法による活性化を行い、GABA受容体の機能マッピングを行った。その結果、細胞体付近、および細胞体近傍の樹状突起の膜上に沿って、GABA感受性のホットスポットが点在していることを高解像度に明らかにした。また同じ樹状突起に対して、ケイジドグルタミン酸の2光子励起によるグルタミン酸感受性部位も測定することで、GABA感受性とグルタミン酸感受性の分布が異なっており、興奮性シナプス後部スパインにはグルタミン酸感受性が高いが、GABA感受性は低かった。しかし、GABA受容体を介した電流応答の再現性が悪く、同じ場所を数秒間隔で刺激しても、GABA電流の振幅は大きく変動し、そのCVは0.3以上であり、グルタミン酸電流のCV〜0.1とは大きく異なっていた。この不安定性を調べていく中で、このケイジドGABA自体が数百μMの濃度でGABA受容体Q阻害剤として作用することが、自発的なGABAシナプス電流を阻害すること、GABAの外部投与による反応を阻害することから判明した。GABA受容体にそれ自身が結合しないようなケイジドGABAで2光子励起できるものがあるかどうかを現在試している。
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