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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、ケイジドGABAの2光子励起法によるマッピングとケイジドグルタミン酸の2光子励起法マッピングを交互に行うことで、GABA受容体の高い密度を持つ膜領域が、グルタミン酸受容体の高い密度を持つ膜領域と異なることを見出した。また、活動電位の生成部位である、Axon initial segmentにおいても機能的GABA受容体が存在することを明らかにした。さらに、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再現よく繰り返すことが出来るようになった。しかしながら、新しいケイジドGABAは従来のものと同様、高濃度では、GABA受容体のアンタゴニストとして作用することがわかり、数百μMにすると作用が弱いことを見出した。また他に市販されているケイジドGABAも同様にアンタゴニスト作用を持つことがわかった。また樹状突起特異的な興奮性シナプス電位の伝播抑制を抑制性シナプス活性化によって引き起こすことができることがわかっってきた。
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