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本研究は神経疾患モデルマウスを用いて、てんかんの一種である欠神発作(小発作てんかん)の発症機序を解析したものである。欠神発作モデルマウスであるtotteringマウスにおいて視床刺激により誘発されるAMPA受容体電流およびNMDA受容体電流を大脳皮質第4層錐体細胞にて検討を行った。その結果、視床-大脳皮質投射シナプスにおけるAMPA受容体に対するNMDA受容体の電流比において有意な増大が見られた。また、totteringマウスは野生型マウスと比較してNMDA受容体電流の電位依存性が過分極側でわずかにシフトしていた。本研究により欠伸発作モデルマウスであるtotteringマウスにおいてNMDA受容体電流がてんかん発作時に見られる過興奮に関与していることが示唆される。さらに、自発発火におけるシナプス入力を大脳皮質第4層抑制性細胞にて検討を行った。その結果、視床と大脳皮質の繋がった脳スライス標本ではtotteringマウスと野生型マウスで興奮性シナプス電流量および発生頻度に変化がなかった。しかし、視床と大脳皮質の繋がった脳スライス標本から視床を切り落としたスライス標本においては、totteringマウスは野生型マウスより興奮性シナプス電流量および発生頻度に優位な増大が認められた。この結果からtotteringマウスは大脳皮質内のシナプス結合が多いことが示唆された。よって、本研究から欠伸発作モデルマウスであるtotteringマウスにおける遺伝子変異は大脳皮質4層NMDA受容体シナプス伝達および神経回路網形成の異常を引き起こしたと考えられる。
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