運動学習における特異的GABAシナプス脱抑制のメカニズムとその意義

运动学习中特定GABA突触去抑制的机制和意义

基本信息

批准号：
21K11168
负责人：
木田裕之
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K11168/
关键词：
運動学習シナプス可塑性 AMPA受容体 GABA受容体 GABA抑制 layerV GABA 脱抑制

项目摘要

運動学習における一次運動野V層のシナプス可塑性を明らかにするために、雄ラットを用い、運動学習課題としてローターロッドテスト(1日10試行・2日間)を行った。訓練後でなく、訓練前にV層のNMDA受容体を阻害すると、学習成績が著しく低下するため、スキル獲得には興奮性シナプスの可塑性が必要である事が明らかになった。スライスパッチクランプ法でV層錐体細胞群を解析すると、訓練30分以内にGABAニューロンによる自発性の脱抑制が発生し、続いてAMPA受容体を介する興奮性シナプス群が強化された。さらに動物の運動成績は、AMPA受容体を介する興奮性シナプス電流の平均値と強い正の相関を示した。次にV層錐体細胞群を可視化したThy1-YFPマウスを使って、live imaging法で同一スパインを三日間追跡した。すると、訓練によってV層錐体細胞群の相当数のスパインが急速に動員され、体積変動タイプが減って、平均スパイン体積が急性的に増加する事が判明した。

为了阐明运动学习过程中初级运动皮层 V 层的突触可塑性，我们使用雄性大鼠进行了转棒测试（每天 10 次试验，持续 2 天）作为运动学习任务。当第五层中的 NMDA 受体在训练之前而不是训练之后受到抑制时，学习成绩会显着降低，这表明兴奋性突触可塑性对于技能习得是必要的。使用切片膜片钳技术对 V 层锥体神经元的分析表明，GABA 神经元在训练后 30 分钟内发生自发去抑制，随后 AMPA 受体介导的兴奋性突触增强。此外，动物的运动表现与 AMPA 受体介导的兴奋性突触电流平均值呈强正相关。接下来，使用可视化 V 层锥体细胞的 Thy1-YFP 小鼠，使用实时成像跟踪同一脊柱三天。他们发现，训练迅速动员了第五层锥体细胞中的大量棘，减少了体积波动的类型，并急剧增加了平均棘体积。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

A critical period for learning and plastic changes at hippocampal CA1 synapses.

海马 CA1 突触学习和可塑性变化的关键时期。

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
4.6
作者：
Sakimoto Y; Matsumoto A; Yoshiura D; Goshima M; Kida H; Mitsushima D.
通讯作者：
Mitsushima D.

運動学習におけるV層細胞のシナプス可塑性

运动学习中 V 层细胞的突触可塑性

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
木田裕之; 川上良介; 﨑本裕也; 美津島大
通讯作者：
美津島大

Motor training promotes both synaptic and intrinsic plasticity of layer V pyramidal neurons in the primary motor cortex.

运动训练促进初级运动皮层中第五层锥体神经元的突触和内在可塑性。

DOI：
10.1113/jp283755
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kida H; Kawakami R; Sakai K; Otaku H; Imamura K; Han
通讯作者：
Han

Motor training promotes both synaptic and intrinsic plasticity of layer V pyramidal neurons in the primary motor cortex.

运动训练促进初级运动皮层中第五层锥体神经元的突触和内在可塑性。

DOI：
10.1113/jp283755
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kida H; Kawakami R; Sakai K; Otaku H; Imamura K; Han
通讯作者：
Han

A critical period for learning and plastic changes at hippocampal CA1 synapses

海马 CA1 突触学习和可塑性变化的关键时期

DOI：
10.1038/s41598-022-10453-z
发表时间：
2021-11-23
期刊：
Scientific Reports
影响因子：
4.6
作者：
Y. Sakimoto;Ako Shintani;Daiki Yoshiura;Makoto Goshima;H. Kida;D. Mitsushima
通讯作者：
D. Mitsushima