一次知覚中継ニューロンに対するサブスタンスP作用機構のパッチクランプ解析

P物质对初级感觉中继神经元作用机制的膜片钳分析

• 批准号: 05248206
• 负责人: 高橋 智幸
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05248206/
• 关键词: サブスタンスP; 脊髄; スライス; パッチクランプ; EPSC; IPSC; 微小シナプス電流; シナプス前抑制

一次痛覚伝達物質サブスタンスP(SP)のシナプス伝達修飾作用を検討した。幼若ラットより脊髄を摘出し、厚さ120μmのスライスを作製した。ノマルスキー顕微鏡下において後角背側2-3層のニューロンを直視同定した後、パッチクランプ法によるホールセル記録を行い、膜電位を-70mVに固定して膜電流を測定した。介在ニューロンを細胞外刺激して、bicuculline、strychnine存在下に興奮性シナプス電流(EPSC)を、CNQX存在下に抑制性シナプス電流(IPSC)を単シナプス性に誘発した。SP(0.5-1.0μM)を潅流液内投与したところ、16例中14例において、IPSCの振幅が顕著に抑制された。14例の平均抑制率は43%であった。これに対して、EPSCは19例中13例で抑制され、13例の抑制率は29%であった。SPの作用部位を明らかにするため、テトロドトキシン存在下に自発性微小IPSC(mIPSC)を記録した。mIPSCの平均振幅、時間経過はいずれもSPの影響を全く受けなかった。したがってSPのIPSC抑制作用は、前シナプス性と結論される。また、SP投与により、mIPSCの頻度は有為に変化しなかった。N型Caチャネルブロッカー、ωコノトキシン(3μM)はIPSCの振幅を約49%抑制した(n=6)。ωコノトキシンによってIPSCを部分的にブロックした後にSPを投与したところ、IPSCはもはや抑制されなかった(平均抑制率-1.0%,n=9)。SPは抑制性シナプス前終末端のN型Caチャネルに作用して伝達物質の放出を抑制すること推論される。興奮性、抑制性シナプス電流に対するSPの効果の差は、おそらく神経終末端におけるSP受容体密度の差に起因すると想像される。この実験結果は、SPが痛覚伝達物質として働くばかりでなく、抑制シナプスの抑制を通じて痛覚を強める可能性を示唆する。

我们研究了主要疼痛递质物质 P (SP) 对突触传递的调节作用。从幼年大鼠中取出脊髓，制备厚度为120μm的切片。在Nomarski显微镜下直接识别背角2-3层神经元后，使用膜片钳技术进行全细胞记录，并在膜电位固定在-70 mV的情况下测量膜电流。在荷包牡丹碱和士的宁存在下，对中间神经元进行细胞外刺激，诱导单突触兴奋性突触电流（EPSC），在 CNQX 存在下诱导单突触抑制性突触电流（IPSC）。当将SP（0.5-1.0μM）加入到灌注液中时，16例中有14例IPSC的振幅被显着抑制。 14例平均抑制率为43%。相比之下，19例中有13例EPSC受到抑制，13例抑制率为29%。为了阐明 SP 的作用位点，在河豚毒素存在的情况下记录了自发的微型 IPSC（mIPSC）。 mIPSCs 的平均振幅和时间过程完全不受 SP 的影响。因此，可以得出结论：SP的IPSC抑制作用是突触前的。此外，SP 给药并没有显着改变 mIPSC 的频率。 N 型 Ca 通道阻滞剂 ω-芋螺毒素 (3 μM) 可将 IPSC 振幅抑制约 49% (n=6)。当用ω-芋螺毒素部分阻断IPSC后施用SP时，IPSC不再受到抑制（平均抑制率-1.0%，n=9）。推测SP作用于抑制性突触前末端的N型Ca通道，抑制递质释放。 SP 对兴奋性和抑制性突触电流影响的差异可能是由于神经末梢 SP 受体密度的差异所致。这些实验结果表明，SP不仅充当疼痛递质，而且还可以通过抑制抑制性突触来增强疼痛感。

项目成果

Hayashi Y: "Role of a metabotropic glutamate receptor in synaptic modulation in the accessory olfactory bulb." Nature. 366. 687-690 (1993)

Hayashi Y：“代谢型谷氨酸受体在副嗅球突触调节中的作用。”

Takahashi T: "Different types of calcium channels mediate central synaptic transmission." Nature. 366. 156-158 (1993)

Takahashi T：“不同类型的钙通道介导中枢突触传递。”

Farrant M: "NMDA receptor channels of developing granule cells in rat thin cerebellar slices." Journal of Physiology. 467. 2729 (1993)

Farrant M：“大鼠小脑切片中发育中的颗粒细胞的 NMDA 受体通道。”

Kobayashi S: "Whole-cell properties of temperature-sensitive neurons in rat hypothalamic slices." Proc.R.Soc.Lond B.251. 89-94 (1993)

Kobayashi S：“大鼠下丘脑切片中温度敏感神经元的全细胞特性。”

Sladeczek F: "Presynaptic inhibitory action of a metabotropic glutamate receptor agonist on excitatory transmission in visual cortical neurons." Proc.R.Soc.Lond.B.253. 297-303 (1993)

Sladeczek F：“代谢型谷氨酸受体激动剂对视觉皮层神经元兴奋性传递的突触前抑制作用。”