発達期の大脳皮質視覚野における長期増強の分子機構の研究

发育中大脑皮层视觉皮层长时程增强的分子机制研究

基本信息

批准号：
04670082
负责人：
小松由紀夫
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyoto Prefectural University of Medicine
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04670082/
关键词：
長期増強長期抑圧可塑性視覚野発達抑制性シナプス NMDA受容体

项目摘要

大脳皮質視覚野細胞の視覚反応は発達期の視覚体験により可塑的な修飾を受ける。視覚反応の可塑的変化はシナプス伝達の可塑的変化によって引き起こされるものと考えられている。これまでの研究により入力線維の高頻度刺激により興奮性シナプス伝達に長期増強と長期抑圧が起きることを明かにしている。本年度の研究では、抑制性のシナプス伝達に可塑的変化が起きるか調ベた。生後20-30日の発達期のラットの視覚野の切片標本を用い、IV層の電気刺激によりV層細胞に引き起こされる反応を細胞内記録した。潅流液にNMDA受容体阻害薬APVとnonNMDA受容体阻害薬DNQXを加えて、興奮性シナプス伝達を抑えて、抑制性シナプス後電位(IPSP)を記録した。高頻度(50Hz,1s)の条件刺激を与えると低頻度(0.1Hz)の試験刺激によって引き起こされるIPSPに長期的な増大が起きた。このIPSPの長期増強は条件刺激を与えたシナプスに特異的に起こり、IPSPの起電力の変化ではなく、IPSPコンダクタンスの増加によっていた。たとえ、潅流液からAPVを除いて条件刺激を与えてもIPSPの長期増強は同様に起きた。しかし、さらにGABA_A阻害薬を加えて条件刺激がNMDA受容体・チャンネルを活性化しやすくすると長期増強の代わりに長期抑圧が起こった。IPSPの長期抑圧は記録細胞にNMDAを投与することによっても引き起こされ、その発現が記録細胞にCa^<2+>キレーターのBAPTAを注入すると妨げられるので、NMDA受容体・チャンネルを通ってCa^<2+>がシナプス後細胞に入ると長期抑圧が起きるものと考えられる。以上の結果は、視覚野細胞の抑制性シナプスの高頻度活動によりIPSPの長期増強が起こり、同じ細胞への興奮性シナプスの高頻度活動によりIPSPの長期抑圧が起きることを示している。この抑制性シナプス伝達の長期増強と長期抑圧は発達期の視覚体験による視覚反応の選択性の向上に役立つものと思われる。

大脑皮层视觉皮层细胞的视觉反应在发育过程中会受到视觉经验的塑性改变。视觉反应的可塑性变化被认为是由突触传递的可塑性变化引起的。先前的研究表明，输入纤维的高频刺激会导致兴奋性突触传递的长期增强和长期抑制。在今年的研究中，我们研究了抑制性突触传递中是否发生可塑性变化。使用 20-30 天龄发育中的大鼠的视觉皮层切片，我们在细胞内记录了通过电刺激 IV 层在 V 层细胞中诱导的反应。将NMDA受体抑制剂APV和非NMDA受体抑制剂DNQX添加到灌注液中以抑制兴奋性突触传递，并记录抑制性突触后电位（IPSP）。应用高频（50Hz，1s）条件刺激会导致低频（0.1Hz）测试刺激引起的 IPSP 长期增加。 IPSP 的这种长期增强专门发生在施加条件刺激的突触处，并且是由于 IPSP 电导的增加而不是 IPSP 电动势的变化所致。即使从灌注液中去除 APV 并施加条件刺激，IPSP 的长期增强也类似地发生。然而，当添加 GABA_A 抑制剂以使条件刺激更有可能激活 NMDA 受体/通道时，出现了长期抑制而不是长期增强。 IPSP的长期抑制也是通过向记录细胞施用NMDA引起的，并且通过向记录细胞中注射Ca^2+螯合剂BAPTA来阻断其表达，从而使Ca^2+发生长期抑制。 <2+>进入突触后细胞。这些结果表明，视觉皮层细胞上抑制性突触的高频活动导致 IPSP 的长期增强，而同一细胞上兴奋性突触的高频活动导致 IPSP 的长期抑制。这种抑制性突触传递的长期增强和长期抑制似乎有助于通过发育期间的视觉体验提高视觉反应的选择性。