ラット海馬ニューロンの長期増強(LTP)に対する実験的脳外傷の影響の解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14580793
• Research Institution: KURUME UNIVERSITY
• Principal Investigator: 赤須 崇 久留米大学, 医学部, 教授 (60113213)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 蓮尾 博 久留米大学, 医学部, 助教授 (90172882)
• Keywords: 外傷後てんかん / 実験的脳外傷モデルラット / 海馬スライス標本 / 光学的電位記録法 / 細胞外電極法 / 細胞内電極法 / パッチクランプ法 / EPSP

Research Abstract

中等度の液体圧衝撃をラットの左頭頂部大脳皮質に与えて作成した実験的脳損傷モデルラットfluid percussion injury(FPI)ratから、海馬領域を含む厚さ約400ミクロンの水平断脳スライス標本を作製した。この実験的脳損傷モデルラットの海馬ニューロンにおいて、刺激の大きさと反応(EPSPの立ち上がり速度:EPSP slope)の関係(input-output relation)をみたところ、FPIモデルラットの衝撃側で、興奮性シナプス伝達が抑制されていた。しかし、神経細胞の静止および興奮時の電気生理学特性には健常ラットと差異はなく、障害ラット脳の左右差も認められなかった。また、興奮性シナプス後電位(EPSP)は傷害側でtime courseが延長し、頻回の活動電位が発生した。興奮性シナプス伝達の長期増強(long-term potentiation:LTP)と長期抑圧(long-term depression:LTD)は消失することはなかったが、健常ラットに比べ明らかに抑制されていた。FPIモデルラットでのEPSPの抑制は必ずしも器質的障害はないが、衝撃による機能低下が起きていることが推察される。脳外傷や虚血(低酸素症)時にはアデノシンが放出され、グルタミン酸の過剰放出による神経障害を防ぐ効果(脳保護効果)を持つと報告されているが、このような抑制機構が働いているものと思われる。しかし、興奮性シナプス伝達のLTPが明らかに両側ともに抑制され、LTDが比較的多く観察された。アデノシンと類似の脳保護作用を持つことが示唆されているアンソラキノン誘導体(イモデインやレイン)はFPIモデルラットにおいて緩徐であるが可逆性にグルタミシ酸遊離を抑制する作用を持つことが示唆され、これが脳保護作用のメカニズムである可能性が示された。

Research Products

• [Publications] 桑波田 卓: "ラット青斑核ニューロンにおけるノルトリプチリンの作用-メチルフェニデート及びクロニジンとの比較検討-"久留米医会誌. 66(1,2). 37-46 (2003)
• [Publications] Gu J-W: "Effects of emodin on synaptic transmission in rat hippocampal CAl area in vitro"2003' Xian International Neurosurgical Academic Forum 論文集. 151-159 (2003)
• [Publications] Takaseya T: "The effect of mechanical unloading on doxorubicin-induced heart failure"Circulation. 107(19). 36 (2003)
• [Publications] 木谷 有里: "幼若ラットの青斑核ニューロンに対するメチルフェニデートの作用"脳と発達. 35(Suppl). S130 (2003)
• [Publications] Takeya M: "L-Arginifle enhances heat-induced depression of neuronal activity in the rat hippocampal CA1 area"Kurume Med J. 50(1,2). 27-34 (2003)
• [Publications] Takeya M: "Contribution of nitric oxide to the depression of neuronal activity induced by temperature increase in the rat hippocampal CA1 area"Neurosci Lett. 344(3). 153-156 (2003)
• [Publications] Iida S: "Protective role of heparin/heparan sulfate on oxalate-induced changes in cell morphology and intracellular Ca^<2+>"Urol Res. 31(3). 198-206 (2003)
• [Publications] Hasuo H: "Monocarboxylate transporters contribute to the adaptation of neuronal activity to repeated glucose deprivation in the rat lateral septal nucleus"Synapse. 49(2). 97-105 (2003)
• [Publications] Hasuo H: "Effects of emodin on the synaptic transmission in hippocampal slices obtained from the lateral fluid percussion injury (FPI) model rats"Neurosci Res. 46(Suppl 1). S85 (2003)
• [Publications] Asaumi Y: "Effects of dopamine on the synaptic transmission in neurons of the rat dorsolateral septal nucleus (DLSN)"Neurosci Res. 46(Suppl 1). S146 (2003)
• [Publications] Ishimatsu M: "Comparison of the effects of milnacipran (SNRI) and methylphenidate on the rat locus coeruleus neurons"Neurosci Res. 46(Suppl 1). S150 (2003)
• [Publications] Hasuo H: "Effects of serotonin and dopamine in neurons of the dorsolateral septal nucleus"J Brain Sci. 29. 21-25 (2003)
• [Publications] Akasu T: "Multiplicity and diversity of serotonin receptors and function in the CNS"Jpn J Physiol. 53(Suppl). S104 (2003)
• [Publications] Hasuo H: "Diversities of 5-HT_1 and 5-HT_2 receptor subtypes examined by electrophysiological studies in rat dorsolateral septal nucleus"Jpn J Physiol. 53(Suppl). S104 (2003)
• [Publications] Ishimatsu M: "Effect of mechanical unloading on intracellular Ca^<2+> on doxorubicin-induced cardiomyopathy"Jpn J Physiol. 53(Suppl). S168 (2003)
• [Publications] Kuwahata T: "Adenosine inhibits the release of noradrenaline in the rat locus coeruleus"Jpn J Physiol. 53(Suppl). S205 (2003)
• [Publications] Hasuo H: "Diversities of 5-HT_1 and 5-HT_2 receptor subtypes examined by electrophysiological studies in rat dorsolateral septal nucleus"J Pharmacol Sci. 91(Suppl I). 56 (2003)
• [Publications] Matsuoka T: "5-Hydroxytryptamine 1B receptors mediate presynaptic inhibition of monosynaptic IPSC in the rat dorsolateral septal nucleus"Neurosci Res. 48(3). 229-238 (2004)
• [Publications] 浅海 安雄: "ラット背外側中隔核(DLSN)ニューロンにおけるdopamineのシナプス伝達に対する効果"日本生理誌. 66(1). 28 (2004)
• [Publications] 石松 秀: "AD/HD治療薬としてのミルナシプラン(セロトニン・ノルアドレナリン再取り込み阻害剤)の可能性"脳と発達. 36(Suppl)(発売予定). (2004)
• [Publications] 木谷 有里: "AD/HDモデルラット(spontaneous hypertensive rats)の青斑核ニューロンに対するメチルフェニデートの作用"脳と発達. 36(Suppl)(発売予定). (2004)
• [Publications] Kuwahata T: "Effects of milnacipran on the rat locus coeruleus neurons"Jpn J Physiol. 54(Suppl)(発売予定). (2004)
• [Publications] Takeya M: "Effects of adenosine amine congener (ADAC) on the resting membrane properties and the excitatory synaptic transmission in hippocampal CA1 neurons"Jpn J Physiol. 54(Suppl)(発売予定). (2004)
• [Publications] Kidani Y: "Methylphenidate enhances the noradrenergic effects of locus coeruleus neurons of the juvenile rat"Jpn J Physiol. 54(Suppl)(発売予定). (2004)
• [Publications] Asaumi Y: "Effects of dopamine on the excitatory and slow-inhibitory synaptic transmission in neurons of the rat dorsolateral septal nucleus (DLSN)"Jpn J Physiol. 54(Suppl)(発売予定). (2004)
• [Publications] 岡田 泰伸 他訳: "ギャノング生理学 原書21版"丸善株式会社. 873 (2004)