細胞内カルシウムストアーへのカルシウム充填に影響を与える因子の探索

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13780631
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 橋本 浩一 金沢大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (00303272)
• Keywords: プルキンエ細胞 / 小脳 / IP3受容体 / リアノジン受容体 / 平行線維 / 登上線維 / 代謝型グルタミン酸受容体

Research Abstract

細胞内カルシウムストアーからの放出には、イノシトール3リン酸受容体を介した放出(IP3 induced Ca release ; IICR)と、リアノジン受容体を介した放出(Ca induced Ca release ; CICR)の2種類がある。これらの受容体を介して放出されるカルシウムの量は、ストアーのカルシウム充填状態により影響を受けると考えられるため、ストアーの充填状態を左右する因子の探索をおこなった。このために実験系として小脳プルキンエ細胞を用いた。マウス小脳からスライスを切り出し、小脳プルキンエ細胞からホールセルパッチクランプ法で記録をとり、記録電極からカルシウム蛍光指示薬を細胞内に充填した。平行線維連発刺激(100Hz, 5発)によりシナプス直下に存在する代謝型グルタミン酸受容体1型(mGluR1)を活性化してIICRをおこし、このIICRがストアー充填に影響を与えるような各実験操作でどのように変化するかを調べた。神経細胞の活動がカルシウム充填に与える影響を調べるために、プルキンエ細胞を強力に脱分極させることが出来る、登上線維を連発刺激(1Hz60発)した。その結果、平行線維によるIICRが一時的に増大した。さらにIICR増大の原因が登上線維の活動そのものが必要なのか、その結果生じる電位依存性カルシウムチャネルの活性化が必要なのかを調べるために、細胞を直接脱分極して電位依存性カルシウムチャネルを活性化させる実験を行なった。その結果、この実験操作においてもIICRが増大した。これらの結果より、登上線維活性化により電位依存性カルシウムチャネルが活性化すると、細胞内カルシウムストアーが充填されてIICRが増大することが明らかになった。

Research Products

• [Publications] Nishi M: "Motor discoordination in mutant mice lacking junctophilin type3"Biochemical and Biophysical Research Communications. (in press).
• [Publications] Yosida T: "Endogenous cannabinoids mediate retrograde signal for depolarization-induced supprossion of inhibition in cerebellar purkinje cells"Journal of Neuroscience. 22. 1690-1697 (2002)
• [Publications] Hashimoto K: "Roles of GluR δ2 and mGluR1 in climbing fiber synapse elimination during postnatal cerebellar development"Journal of Neuroscience. 21. 9701-9712 (2001)
• [Publications] Hashimoto K: "Roles of phospholipase Cβ4 in synapse elimination and plasticity in developing and mature cerebellum"Molecular Neurobiology. 23. 69-82 (2001)
• [Publications] Maejima T: "Presynaptic inhibition caused by retrograde signal from metabotropic glutamate to cannabinoid receptors"Neuron. 31. 463-475 (2001)
• [Publications] Miyata M: "Deficient long-term synaptic depression in the rostral cerebellum correlated with impaired motor learning in phosholipase C beta4 mutant mice"European Journal of Neuroscience. 13. 1945-1954 (2001)
• [Publications] McGee AW: "PSD-93 knock-out mice reveal that neuronal MAGUKs are not required for development or function of parallel fiber synapses in cerebellum"Journal of Neuroscience. 21. 3085-3091 (2001)