中枢シナプス生後発達分化の細胞分子メカニズム

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13002004
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 高橋 智幸 東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (40092415)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 齋藤 直人 東京大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (90334226) ; 辻本 哲宏 東京大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (40212055)
• Keywords: K電流 / シナプス可塑性 / アデノシン / レセプター飽和 / 微小シナプス電流 / 神経終末端 / シナプス小胞 / 生後発達

Research Abstract

(1)脳幹聴覚中継シナプスthe calyx of Held前末端において伝達物質の放出を制御する電位依存性Kチャネルの同定を行った。calyx前末端のK電流は、電位依存性と薬理学性質により4種類に分類された。そのうち、Kv3チャネル電流は活動電位のピークと下降相を抑制することによって伝達物質の放出を制御することが明らかとなった。また、Kv1チャネルは前末端の脱分極に伴って開口して、膜電位を再分極させることによって、活動電位の自発発火を抑制する役割が明らかになった(Ishikawa et al., J Neurosci)。
(2)calyx of Held前末端に発現するアデノシンAl受容体はGタンパク質を介してCaチャネルを抑制し、伝達物質の放出を制御することが明らかになった。Al受容体は生後発達とともに発現量が減少し、'それに伴って、アデノシンによる伝達物質の放出制御効果が減弱した(Kimura et al., J Physiol)。
(3)calyx of Heldにおける単一シナプス小胞応答の生後発達を追跡した。生後発達に伴い小胞内の伝達物質量が増加すること、しかし、生後4週齢においてもグルタミン酸受容体は単一シナプス小胞に含まれる伝達物質によって飽和しないことが明らかになった(Yamashita et al., J Neurosci)。
(4)海馬苔状繊維CA3錐体細胞間シナプスにおける短期可塑性の生後発達を検討した。生後4-9週にかけて、繰り返し刺激によるシナプス増強の程度が減少することが見出された。この生後発達変化はBAPTA-AMによって前末端内のCaを減少させると消失することから、内在性Caバッファーの増大が短期可塑性の生後発達に寄与することが示唆された(Mori-Kawakami et al., J Physiol)。

Research Products

• [Publications] Kimura M., Saitoh N., Takahashi T.: "Adenosine A_1 receptor-mediated presynaptic inhibition at the calyx of Held of immature rats"J Physiol.. 553. 415-426 (2003)
• [Publications] Ishikawa T., Nakamura Y., Saitoh N., Li W.B., Iwasaki S., Takahashi T.: "Distinct roles of Kv1 and Kv3 potassium channels at the calyx of Held presynaptic terminal"J.Neurosci.. 23. 10445-10453 (2003)
• [Publications] Mori-Kawakami F., Kobayashi K., Takahashi T.: "Developmental decrease in synaptic facilitation at the mouse hippocampal mossy fiber synapse"J Physiol.. 553. 37-48 (2003)
• [Publications] Yamashita T., Ishikawa T., Takahashi T.: "Developmental increase in vesicular glutamate content dose not cause saturation of AMPA receptors at the calyx of Held synapse"J.Neurosci.. 23. 3633-3638 (2003)