研究課題
大脳基底核線条体において、脳の内部状態を規定しているであろう“遅い”カルシウム濃度変化 (カルシウム振動) の特徴を明らかにし、発生機構およびその機能を解明するために、イメージング実験、シミュレーション実験を行い、以下の成果を得た。i) 自発カルシウム振動発生細胞種の同定、および発生メカニズムの同定：アストロサイトに蛍光タンパク質 GFP を発現する遺伝子組換えマウス (GFAP-GFP マウス) の線条体スライス標本を用いて、細胞種を同定した上でカルシウムイメージング実験を行ったところ、ニューロン・アストロサイトの双方でカルシウム振動が発生していることが明らかとなった。このカルシウム振動は、IP3 受容体の阻害、代謝型グルタミン酸受容体 5 型 (mGluR5) の阻害により抑制されたことから、mGluR5 - IP3 受容体のシグナル伝達経路が自発カルシウムリズムの発生に関与していることが明らかとなった。ii)自発カルシウム振動の同期性：モンテカルロ法による多細胞間の相関解析により、このカルシウム振動は多細胞間で同期していることを見出した。また、この同期回数は活動電位の阻害により減少した。このことは、本研究で対象としている遅いカルシウム濃度変化でも細胞間で同期していることを示しただけでなく、活動電位依存性のプロセスが、自発カルシウム振動を調節していることを示唆している。iii) 自発カルシウム振動の生理的意義：mGluR5がパーキンソン病の症状に関与していることが報告されている。本研究の対象になっている遅いカルシウム振動は mGluR5 を阻害することにより消失することから、線条体における遅いカルシウム振動がパーキンソン病に関与している可能性が考えられる。
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