グリア細胞のAMPA型グルタミン酸受容体の活性化を介するシナプス機能の調節

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15082202
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 小沢 瀞司 群馬大学, 医学部, 教授 (40049044)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 飯野 昌枝 群馬大学, 医学部, 助手 (20008329) ; 都筑 馨介 群馬大学, 医学部, 助教授 (60222139)
• Keywords: グルタミン酸作動性シナプス / グリア / グルタミン酸トランスポーター / 小脳プルキンエ細胞 / スライスパッチクランプ / 興奮性シナプス後電流 / TBOA / グルタミン酸貯留

Research Abstract

本研究では、小脳皮質、海馬のグルタミン酸作動性シナプスを取り巻いているグリア細胞に発現する2種類の機能タンパク質であるAMPA受容体とグルタミン酸トランスポーターの機能の解明を目指している。本年度は、小脳プルキンエ細胞のグルタミン酸作動性シナプス周辺に存在するグルタミン酸トランスポーターの役割について調べ、これらのトランスポーターの機能停止がシナプス伝達機能を顕著に阻害することを明らかにした。実験結果は以下の通りである。
マウス小脳のプルキンエ細胞を対象として、スライスパッチクランプ法により、平行線維(PF)、および登上線維(CF)刺激により誘発される興奮性シナプス後電流(EPSC)を記録し、グルタミン酸トランスポーター阻害剤であるDL-threo-β-benzyloxyaspartate(DL-TBOA)の作用を調べた。DL-TBOAの投与に伴い、どちらのEPSCでも、その減衰時間が遷延し、時間経過の長いEPSC成分が出現した。さらにcyclothiazide(CTZ)によりAMPA受容体の脱感作を減弱させた状態では、EPSCの減衰時間の遷延は初期相より顕著となり、最終的に基線の低下とともにEPSCは消失した。基線の低下は、CF-EPSCのピーク値にまで達した。このTBOAに対する反応は可逆的であり、さらにTBOA存在下でもAMPA受容体拮抗剤を追加投与することで基線は元の状態にまで上昇した。EPSCの電流・電圧関係とEPSC消失時の膜コンダクタンスの解析から、このEPSCの消失と基線の低下は、グルタミン酸の貯留に起因する現象であることが結論された。この結果は、グルタミン酸トランスポーターによるシナプス間隙からのグルタミン酸の除去が、グルタミン酸作動性シナプスの活動を維持するために極めて重要な役割を果たすことを示している。

Research Products

• [Publications] Takayasu, Y. et al.: "Roles of glutamate transporters in shaping excitatory synaptic currents in cerebellar Purkinje cells."European Journal of Neuroscience. 19(5). 1285-1295 (2004)
• [Publications] Tsuzuki, K., Ozawa, S.: "Glutamate receptors In D.V.Cooper(ed) Nature Encyclopedia of the Human Genome Vol.3"Macmillan Publishers Ltd, Nature Publishing Group, London, UK. 98-103 (2003)