大脳皮質視覚野の経験依存的な機能発達におけるT型Ca^<2+>チャネルの役割

T型Ca^2+通道在大脑皮层视觉皮层经验依赖性功能发育中的作用

基本信息

批准号：
13035018
负责人：
吉村由美子
金额：
$ 3.39万
依托单位：
Nagoya University
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

皮質視覚野ニューロンの光刺激に対する選択的反応性は、生後発達の一時期(感受性期)の視覚体験に依存して可塑的に形成される。この感受性期は生後直後からの暗室飼育により延長し、延びた感受性期は短期間の視覚体験により終了することが知られている。これまでに、ラット大脳皮質視覚野スライス標本を用いて、NMDAチャネルではなくT型Ca^<2+>チャネルの活性化を必要とする電場電位の長期増強は感受性期に限って発生し、生後直後より暗室飼育すると成熟しても長期増強がみられ、その後短期間の正常視覚体験によりその発生も消失することを見いだした。本年度は、視覚環境の感受性期に対する影響がT型Ca^<2+>チャネルの変化に起因する可能性を調べるために、感受性期の視覚野錐体細胞よりホールセルクランプ法を用いてCa^<2+>チャネル電流を測定した。弱い脱分極通電により活性化された低閾値型Ca^<2+>チャネルは50mMのNi^<2+>で阻害され、低濃度の10mMのCd^<2+>では変化が見られなかつたことから、測定した電流はT型Ca^<2+>チャネルを介するものだと考えられた。このT型Ca^<2+>チャネル電流は正常視覚環境で成熟すると感受性期に比べ有意に減少したが、暗室で成熟するとその減少は見られなかった。暗室で成熟した動物を正常視覚環境に2日間曝すと、その電流は正常視覚環境で成熟した動物のレベルに低下した。また、活性化と不活性化の膜電位依存性やカイネティクスにはどの群間でも差はみられなかった。以上の結果は、T型Ca^<2+>チャネルの電流量が視覚反応の可塑的変化と長期増強の発生を規定する重要な因子のひとつであり、T型Ca^<2+>チャネル依存性長期増強が視覚反応可塑性の基礎過程である可能性を支持する。

皮层视觉皮层神经元对光刺激的选择性反应是根据出生后发育时期（敏感期）的视觉经验可塑性形成的。众所周知，出生后立即在暗室中饲养可以延长这个敏感期，并且延长的敏感期以短暂的视觉体验结束。此前，我们利用大鼠大脑皮层视觉皮层切片制剂，发现场电位的长期增强只发生在敏感期，这需要激活T型Ca^<2+>通道而不是NMDA通道，并且我们发现，如果动物随后立即在黑暗中饲养，即使在它们成熟后也会观察到长期增强，并且这种增强在短时间的正常视觉体验后消失。今年，为了探讨视觉环境对敏感期的影响是否是由于T型Ca^<2+>通道变化所致，我们采用全细胞钳法采集Ca^<2 +> 测量敏感期间视觉皮层锥体细胞的<2+> 通道电流。弱去极化电流激活的低阈值Ca ^ 2+ 通道被50mM Ni ^ 2+ 抑制，并且在低浓度10mM Cd ^ 2+ 下没有观察到变化，因此，测量的电流为。被认为是由T型Ca^<2+>通道介导的。该T型Ca 2+ 通道电流与在正常视觉环境中成熟时的敏感期相比显着降低，但在暗室中成熟时未观察到降低。当深色成年动物暴露于正常视觉环境2天后，电流降至正常视觉环境下成熟动物的水平。此外，任何组之间的膜电位依赖性或激活和失活动力学没有差异。上述结果表明，T型Ca^2+通道内的电流量是调节视觉反应塑性变化和长时程增强发生的重要因素之一，且T型Ca^2+通道内的电流量是调节视觉反应塑性变化和长时程增强发生的重要因素之一。 ^<2+> 通道依赖性这支持了性长期增强是视觉反应可塑性的基本过程的可能性。