神経細胞樹状突起におけるカルシウム動態

神经元树突中的钙动态

基本信息

批准号：
13035008
负责人：
井上貴文
金额：
$ 2.56万
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：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞内Ca^<2+>放出チャンネルである1型イノシトール3リン酸受容体(IP3R1)は小脳プルキンエ細胞に豊富に発現している。細胞内Ca^<2+>濃度の増加はプルキンエ細胞でのシナプス可塑性である長期抑圧現象(LTD)に必須であることは知られていたが、IP3R1がLTDに必須であることを、IP3R1の阻害抗体とIP3R1ノックアウトマウスを用いて示した。生後変性、脱落していく、1型小脳脊髄変性症(SCA1)モデルマウスのプルキンエ細胞においてIP3R1の発現量は減少しているが、シナプス刺激によるCa^<2+>放出はむしろ活性化していた。これらの知見は、プルキンエ細胞樹状突起でのCa^<2+>動態は複雑な時間・空間的特性をもって細胞内メカニズムを制御していることを示唆している。プルキンエ細胞樹状突起のCa^<2+>動態をさらに詳細に検討した。平行線維を50Hz、3〜8発刺激するとCa^<2+>の流入と細胞内からの放出が二相性に見られた。刺激回数を増加するとCa^<2+>上昇は一相性となり、持続時間は刺激回数に比例し、50発刺激では持続時間は6〜8秒、濃度は200μMに達した。IP3R1欠損マウスおよびIP3受容体阻害剤を用いて、この大きなCa^<2+>上昇はほとんどがCa^<2+>流入によることを示し、AMPA受容体阻害剤やCa^<2+>チャンネル阻害剤を用いNa^+とCa^<2+>の濃度変化を測定した結果、P型Ca^<2+>チャンネルがその主役であることが明らかとなった。プルキンエ細胞のAMPA受容体はCa^<2+>を通さないことが分子生物学的研究から示唆されているが、ここでは機能的に示すことができた。

1型肌醇（IP3R1）是细胞内Ca^<2+>释放通道（IP3R1），在小脑PULKIN细胞中很丰富。众所周知，细胞中浓度的增加对于长期抑制现象（LTD）至关重要，这是塑料细胞中的突触可塑性，但IP3R1对于LTD来说是必不可少的。淘汰老鼠。 IP3R1在出生后掉落的1型脑脊部变性（SCA1）模型的PULKIN细胞中正在下降，但是由于突触刺激而引起的Ca^<2+>释放。这些发现表明，Ca^<2+>的动态具有复杂的时间和Purkin细胞旺顿投影的空间特征，以复杂的时间和空间特征来控制细胞内机制。更详细地检查了裁切细胞树状投影的Ca^<2+>动态。当平行纤维被50Hz刺激3-8张照片时，在双重兼容性中发现了Ca^<2+>的流入和从细胞中释放的流入。当刺激的数量增加时，CA^<2+>的增加增加，持续时间与刺激的数量成正比，50刺激的持续时间达到6到8秒，浓度达到200μm。使用IP3R1缺失的小鼠和IP3受体抑制剂，这种较大的Ca^<2+>最大的上升表明它是由于流入而引起的，并且AMPA受体抑制剂和CA^<2+>通道。使用抑制剂Na^+和Ca^<2+>之间的变化，很明显，P型Ca^<2+>通道是主要作用。分子生物学研究表明，普金E细胞的AMPA受体不会通过Ca^<2+>，但此处在功能上显示。