脊髄後角痛覚伝導路におけるシナプス前修飾の光学的電位計測法による解析

使用光学电位测量分析脊髓背角疼痛通路的突触前修饰

基本信息

批准号：
05680695
负责人：
村瀬一之
金额：
$ 1.34万
依托单位：
University of Fukui
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

脊髄後角では痛みを伝える一次求心性線維終末に介在細胞の軸索などがシナプス前終末を形成していることが知られている。また、生理、薬理学的研究によっても、痛み情報の伝達と調節に一次求心性線維のシナプス前修飾が本質的である事が示されているが、それを直接示す実験結果は少ない。そこで本研究では、2次元光学的電位計測法を脊髄横断切片に用いて、各種の修飾物質の投与によって、脊髄後角一帯に分布している各種の一次求心性線維終末の細胞内電位がどのように変化するのかを直接、同時に記録する事を試みた。ラット脊髄横断切片を電位感受性色素で染色し後角領域の光透過性の変化を高速高解像度カメラで記録した。単一パルス電流で後根のA及びC線維を刺激すると、神経興奮による光応答がまず後角深層(III-V層)に、続いて浅層(I-II層)に発生した。これらの応答は興奮性アミノ酸拮抗薬(APV+CNQX)存在下では立ち上がり部分のみを残して消滅した。また、Cd^<++>を加えたZero Ca^<++>外液によるシナプス伝達阻害下でも同様の応答となることから、一次求心性線維からの早い伝達は概ね興奮性アミノ酸によると考えられる。さて、以上の結果から興奮性アミノ酸拮抗薬存在下の光応答は主として一次求心性線維終末の活動を反映していると考えられる。そこで興奮性アミノ酸拮抗薬存在下で各種修飾物質の効果すなわちシナプス前作用を調べた。セロトニン5HT_<1A>型受容体作動薬8-OH-DPATは浅層及び深層の応答を強力に抑制した。逆に5HT_<2/1C>受容体作動薬DOIはこれらを増強した。5HT_3受容体作動薬2-methyl-5HTはほとんど効果がなかった。また、オピオイドμ受容体作動薬DAMGOは浅層を、δ受容体作動薬DPDPEは深層を中心に抑制した。以上、本研究によって光学的にシナプス前終末の電位変化が直接計測できること、セロトニンとオピオイドによってシナプス前終末電位が変化することが初めて示された。

众所周知，在脊髓的背角，中间神经元细胞的轴突在传递疼痛的初级传入纤维的末端形成突触前末端。此外，生理学和药理学研究表明，初级传入纤维的突触前修饰对于疼痛信息的传递和调节至关重要，但很少有实验结果直接证明这一点。因此，在本研究中，我们使用脊髓横断面的二维光学电位测量方法来确定分布在整个脊髓背角的各种初级传入纤维末端的细胞内电位如何受到各种调节剂的影响我试图直接记录事情的变化。大鼠脊髓的横断面用电压敏感染料染色，并使用高速、高分辨率相机记录背角区域光学透明度的变化。当用单脉冲电流刺激背根中的A和C纤维时，神经元兴奋引起的光反应首先发生在背角的深层（III-V层），然后发生在浅层（I-II层）。这些反应在兴奋性氨基酸拮抗剂(APV+CNQX)存在下消失，仅留下上升部分。此外，即使当突触传递被含有Cd^<++>的零Ca^<++>外部溶液抑制时，也会发生类似的反应，因此认为初级传入纤维的快速传递主要是由于兴奋性氨基酸就会完成。现在，从上述结果来看，兴奋性氨基酸拮抗剂存在下的光反应主要反映初级传入纤维末端的活性。因此，我们研究了在兴奋性氨基酸拮抗剂存在下各种调节剂的作用，即突触前作用。 5-羟色胺5HT_ 1A 型受体激动剂8-OH-DPAT强烈抑制浅表和深层反应。相反，5HT_ 2/1C 受体激动剂DOI增强了这些作用。 5HT_3受体激动剂2-甲基-5HT作用不大。另外，阿片μ受体激动剂DAMGO主要抑制浅层，δ受体激动剂DPDPE主要抑制深层。如上所述，本研究首次证明突触前终末电位的变化可以直接光学测量，并且血清素和阿片类药物会改变突触前终末电位。