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2006 Fiscal Year Annual Research Report

脳海馬神経で合成される脳ステロイドは、シナプス可塑性を急性的に調節する

Research Project

Project/Area Number 17370053
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

川戸 佳  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (50169736)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 木本 哲也  東京大学, 大学院総合文化研究科, 助手 (60292843)
Keywords海馬 / エストラジオール / ニューロステロイド / 記憶学習 / シナプス / ストレスステロイド / スパイン / 長期抑圧
Research Abstract

本年度は以下の進展を得る事に成功した。(1)脳内でのストレスステロイドの合成機構(1A)放射性ステロイドのラット海馬内での代謝を調べて、ストレスホルモン合成経路を解析した:その結果ストレスステロイド合成経路として「プロゲステロン→デオキシコルチコステロン→コルチコステロン」の代謝経路を最終的に確証した。「プロゲステロン→デオキシコルチコステロン」の代謝は「デオキシコルチコステロン→コルチコステロン」の代謝速度と比べて早かった。(1B)コルチコステロンの濃度を質量分析法を用いて測定・確定した:コルチコステロンの海馬内平均濃度は約500nMであり、血中濃度よりも有意に高かった。副腎を除去しても、海馬内コルチコステロンの濃度は維持されていた。(1C)海馬におけるストレスステロイド合成酵素の存在をmRNA解析で調べた。その結果、「プロゲステロン→デオキシコルチコステロン→コルチコステロン」の代謝経路を担うP450c21やP4502D4、P45011β1のmRNAの存在をRT-PCRによって確認した。P4502D4の分布をin situ hybridization法によって検討した結果、主に神経細胞に存在した。「プロゲステロン→デオキシコルチコステロン」の代謝が「デオキシコルチコステロン→コルチコステロン」の代謝速度と比べてかなり早く、かつP450c21の発現量はP45011β1よりも少ないことから、海馬神経細胞におけるデオキシコルチコステロンの合成にはP4502D4の寄与が大きいと考えられる。(2)昨年までに本研究によって海馬における男性ホルモン(DHT、テストステロン等)の合成を確証したが、本年度は海馬スライス神経細胞のシナプス伝達に対する男性ホルモンの作用を解析した。(2A)多電極を用いた同時電気生理解析によって、海馬神経シナプス伝達の長期抑圧(long-term depression ; LTD)に対するDHTの作用を、海馬の部位別に検討した。その結果、DHTはCA3領域あ神経細胞においてのみLTDを強化し、その他の領域(CAI、DG)ではLTD強度に影響を与えないことが判明した。CA3におけるこの作用は古典的アンドロゲン受容体の阻害剤によって抑制された。一方で古典的アンドロゲン受容体はCA1の錐体神経細胞に多量に存在するにも拘わらずDHTはCA1のLTDに影響しなかったことから、CA3と他の領域ではLTD制御に係るアンドロゲン受容体の機能様式が異なっているものと考えられる。(2B)DHTを海馬スライスに短期的に作用させ、単一神経細胞に蛍光色素(Lucifer Yellow)をインジェクションしてスパインの形状を可視化し、スパインの形態につき解析を行った。その結果、DHTを2時間作用させるだけで、CA1領域においてthinタイプのスパインが選択的に増加し、全スパイン密度が増大することを発見した。1神経に1万もあるスパインの自動解析を行うプログラムSpisoの開発を行い、使用に耐えるものを作成できつつある。

  • Research Products

    (4 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (4 results)

  • [Journal Article] Rapid Modulation of Long-term Depression and Spinogenesis via Synaptic Estrogen Receptors in Hippocampal Principal Neurons.2007

    • Author(s)
      Mukai H, et al.
    • Journal Title

      J Neurochem 100

      Pages: 950-967

  • [Journal Article] Comparison between Basal and Apical Dendritic Spines in Estrogen-Induced Rapid Spinogenesis of CA1 Principal Neurons in the Adult Hippocampus.2006

    • Author(s)
      Murakami G, et al.
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun 351

      Pages: 553-558

  • [Journal Article] Local neurosteroid production in the hippocampus : influence for synaptic plasticity of memory.2006

    • Author(s)
      Mukai H, et al.
    • Journal Title

      Neuroendocrinol 84

      Pages: 255-263

  • [Journal Article] Role of Cytochrome P450 in Synaptocrinology : Endogenous Estrogen Synyhesis in The Brain Hippocampus.2005

    • Author(s)
      Murakami G, et al.
    • Journal Title

      Drug Metab Rev 38

      Pages: 353-369

URL: 

Published: 2008-05-08   Modified: 2016-04-21  

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