中枢シナプスにおけるグルタミン酸とGABA共放出の可塑性とその役割

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20H03358
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分46030:神経機能学関連
• 研究機関: 同志社大学
• 研究代表者: 橋本谷 祐輝 同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (50401906)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 海馬 / シナプス可塑性 / LTP / 共放出

研究成果の概要

グルタミン酸とGABA共放出シナプスの可塑性メカニズムを明らかにするために、乳頭体上核と海馬歯状回にある顆粒細胞とのシナプスにおける共放出の可塑性研究を行なった。顆粒細胞を脱分極させて細胞内カルシウム流入を誘導するとグルタミン酸作動性伝達において長期増強が引き起こされた。いっぽうでGABA作動性伝達では変化しなかった。この興奮と抑制比の変化により乳頭体上核の長期増強によって顆粒細胞の発火が変化することがわかった。さらにこのシナプスではスパイクタイミング依存性の長期増強も引き起こされることを明らかにした。このようにグルタミン酸・GABA共放出シナプスでは多様な可塑性が誘導されることがわかった。

自由記述の分野

神経生理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

興奮性の作用を持つグルタミン酸と抑制の作用を持つGABAが同じ神経細胞の同一の神経終末から同時に放出されることは異例であり、これまであまり調べられてこなかった。本研究ではグルタミン酸とGABA共放出シナプスにおいて、長期に渡ってシナプス伝達が増強する、長期増強が起こることを初めて明らかにした。興味深い特徴として興奮性のグルタミン酸によるシナプス伝達でのみ増強し、GABAでは変化がなかったことから、より興奮にシフトすることを明らかにした。本研究はよくわかっていないグルタミン酸とGABA共放出シナプスの生理的役割を解明するうえで重要な示唆を与える研究であると考えられる。