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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とは別のいくつかの新規のケイジド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。また同じ樹状突起や細胞体に対して、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。細胞体に存在する抑制性シナプスをケイジドGABAによる2光子励起法で刺激することによって、ケイジドグルタミン酸を多数のシナプスで刺激して誘発された大きな脱分極の細胞体への伝播を抑えて、活動電位誘発を阻害できることを見出した。
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