ホスホリパーゼCβの関与する小脳の記憶・学習機構

涉及磷脂酶 Cβ 的小脑记忆和学习机制

• 批准号: 12780603
• 负责人: 廣野 守俊
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Waseda 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12780603/
• 关键词: 連合学習; 小脳; 瞬目反射学習; 長期抑圧現象; ホスホリパーゼC; 代謝調節型受容体

小脳に非常に強く発現する酵素、ホスホリパーゼCβ4(PLCβ4)の小脳連合学習系における役割を明らかにするため、この遺伝子欠損マウスを用い、瞬目反射学習とその基礎メカニズムと考えられている小脳長期抑圧現象(LTD)に与える影響を検討した。その結果、1.平行線維-プルキンエ細胞間の興奮性シナプス後電流(EPSC)の電流波形、つまり、立ち上がり、立ち下りの時定数に関し、野生型と欠損型では有意差はなかった。2.2回刺激によるEPSCの増大の割合にも相違がないことから、この欠損型マウスでは、平行線維-プルキンエ細胞間の速通性のシナプス伝達には異常がないことがわかった。3.イオンチャネル結合型グルタミン酸受容体のアゴニストであるAMPAを投与し、Ca^<2+>上昇を測定したところ、野生型、欠損型で違いはなかった。これはAMPA型受容体チャネルやCa^<2+>チャネルの働きに異常がないことを示唆した。4.代謝調節型グルタミン酸受容体の1型(mGluR1)を活性化したところ、欠損型では、小脳の前葉(第1から第6小葉)ではほとんどCa^<2+>応答が見られなかったものの、後葉では第10小葉に近づくにつれCa^<2+>応答が大きくなることがわかった。5.ウサギの脳破壊実験では、第6小葉が瞬目反射学習に重要であるという報告がなされている。そこで、第6小葉を中心にLTD形成を調べたところ、mGluR1刺激応答を示さない細胞(全体の80%)ではLTD形成が有意に阻害された。同様のLTD形成阻害は前葉でみられた。6.PLCβ4遺伝子欠損マウスでは、瞬目反射学習に障害が見られた(東京大学大学院薬学系研究科神経生物物理学教室との共同研究)。以上より、瞬目反射学習には第6小葉を含めた小脳前葉でのLTD形成が必要であり、PLCβ4は前葉LTDに必須の分子であることがわかった。これらの結果は、本年度の日本神経科学大会および北米神経科学大会で発表し、現在論文を投稿中である。

为了阐明小脑中高表达的磷脂酶 Cβ4 (PLCβ4) 在小脑联想学习系统中的作用，我们使用缺乏该基因的小鼠来发展眨眼反射学习和小脑长期抑郁，这被认为是研究了其对现象（LTD）的影响。结果，1.平行纤维和浦肯野细胞之间的兴奋性突触后电流(EPSC)的电流波形，即上升和下降时间常数，野生型和缺陷型之间没有显着差异。 2.2刺激后EPSC的增加率没有差异，表明该缺陷小鼠的平行纤维和浦肯野细胞之间的快速突触传递没有异常。 3.当我们施用AMPA(一种离子通道结合谷氨酸受体激动剂)并测量Ca 2+ 增加时，野生型和无效型之间没有差异。这表明AMPA型受体通道或Ca^2+通道的功能没有异常。 4.当我们激活代谢型谷氨酸受体1型（mGluR1）时，在缺陷型中，在小脑前叶（第1至第6小叶）中几乎观察不到Ca^<2+>反应。在后叶，Ca^2+反应随着接近第10小叶而增强。 5.在兔脑破坏实验中，有报道称第6小叶对于眨眼反射学习很重要。因此，我们研究了LTD形成主要在第6小叶，发现LTD形成在对mGluR1刺激没有反应的细胞（占总数的80%）中显着受到抑制。在前叶中也观察到了类似的LTD形成抑制作用。 6. PLCβ4基因缺陷小鼠的眨眼反射学习能力受损（与东京大学药学院神经生物物理学系的联合研究）。这些结果表明，眨眼反射学习需要小脑前叶（包括第六小叶）形成LTD，而PLCβ4是小脑前叶LTD的重要分子。这些结果已在今年的日本神经科学大会和北美神经科学大会上公布，目前正在提交一篇论文。

项目成果

Hirono M: "Sapecin B alters kinetic properties of rapidly inactivating K^+ channels in rat pituitary GH_3 cells"Cellular Physiology and Biochemistry. 10. 177-186 (2000)

Hirono M：“Sapecin B 改变大鼠垂体 GH_3 细胞中快速失活 K + 通道的动力学特性”《细胞生理学和生物化学》。