イメージング法を用いた神経細胞樹状突起の興奮性制御メカニズムの解明

利用成像方法阐明神经元树突的兴奋性控制机制

基本信息

批准号：
09780743
负责人：
坪川宏
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Jichi Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

活動電位の樹状突起への逆伝播は、アセチルコリン受容体のうちのムスカリン性受容体の活性化によって促進され、逆伝播によって惹起される樹状突起での細胞内カルシウム濃度増加も大きくなることが、平成9年度に実施された研究により示された。この現象の基にあるメカニズムを明らかにするために、本年度は、アセチルコリン受容体のアゴニストであるカルバコールの投与により活性化する細胞内情報伝達系の寄与について、特定のGタンパクを欠損させたノックアウト・マウス等を併用して調べた。その結果、1)3量体Gタンパクのうち、Gqのαサブユニットが欠損したミュータントでは、ムスカリン性受容体の活性化による逆伝播の促進が起こらないこと、2)ワイルド・タイプでは、細胞外に蛋白質キナーゼの活性剤であるホルボール・エステルを投与すると、ムスカリン性受容体の活性化と同様な促進反応が見られることが分かった。そこでムスカリン性受容体の活性化がGqの活性を高め、イノシトールリン脂質代謝系を介して蛋白質キナーゼC(PKC)が活性化する、という経路が重要と思われた。しかしながら、3)蛋白質キナーゼの阻害剤であるH-7を予め投与しておくと、ホルボール・エステルの効果は消失するが、ムスカリン性受容体の活性化による促進反応は阻害されないことが分かり、経路は単一ではないことが示唆された。さらに、4)ワイルド・タイプ、ミュータントともに、樹状突起に大きなカルシウム流入があると、カルモジュリン依存性キナーゼII(CaMKII)の活性化により逆伝播が促進されることがわかり、PKCの関与するものとCaMKIIの関与するものの、少なくとも2つの独立した興奮性制御系が存在することが示された。

1997年在1997年进行的一项研究表明，乙酰胆碱受体之间毒蕈碱受体的激活加速了对树突的作用电位的后传播，而由背部促产生的树突中的细胞内钙浓度的增加也增加了。为了阐明这种现象的基础机制，今年我们使用敲除小鼠等在特异性G蛋白中不足的乙酰胆碱受体的激动剂（乙酰胆碱受体的激动剂）来调查了由乙酰胆碱受体的激动剂（乙酰胆碱受体的激动剂）激活的细胞内信号传导系统的贡献。结果表明，1）在三聚体G蛋白中缺少GQ的α亚基的突变体不会促进由于毒蕈碱受体的激活而促进反向传播； 2）在野生型中，观察到一种蛋白激酶的激活剂时，观察到了类似于毒蕈碱受体激活的细胞外促进的反应。因此，看来，毒蕈碱受体激活增加了GQ的活性，并且通过肌醇磷脂代谢系统激活蛋白激酶C（PKC）的途径很重要。然而，3）蛋白激酶的抑制剂H-7预先施用的H-7消除了凤凰酯的作用，但发现没有抑制由毒蕈碱受体激活引起的促进反应，这表明该途径不是单一的。此外，4）发现，当野生型和突变体的树突大量流入时，钙调蛋白依赖性激酶II（CAMKII）的激活会促进背部传播，表明尽管PKC和Camkii涉及至少两个独立的兴奋性调节系统。