皮質視床フィードバックシナプスに特異的に存在するカイニン酸受容体の生理学的意義

皮质丘脑反馈突触特异存在的红藻氨酸受体的生理意义

基本信息

批准号：
17024059
负责人：
宮田麻理子
金额：
$ 1.6万
依托单位：
National Institute for Physiological Sciences
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

目的:視床投射神経細胞には、末梢からの感覚情報を受け取る上向性シナプスと大脳皮質からのfeedbackシナプス(皮質視床シナプス)の二つの主な興奮性シナプスが存在している。両シナプスは生理機能的にそれぞれ、driverとmodulatorとして働いていると考えられているが、そのシナプス基盤は明らかでない。我々は、それらのシナプス特性を詳細に解析し、特に、グルタミン酸受容体の構成成分に着目し、カイニン酸受容体電流の解析と、その機能的意義について解析した。成果と考察:以下のことが明らかになった。1.視床シナプスEPSCではカイニン酸受容体成分が存在するが、内側毛帯シナプスには存在しない。2.皮質視床シナプスEPSCはNMDA受容体成分がAMPA受容体成分より極めて多く存在するが、内側毛帯シナプスEPSCではその逆である。3.皮質視床シナプスではlate-persistent発火を示すが、内側毛帯シナプスではonset-transient発火を示す。4.皮質視床シナプスのlate-persistent発火の形成はNMDA受容体に大きく依存し、カイニン酸受容体は修飾的な作用がある。内側毛帯シナプスのonset-transient発火の形成はAMPA受容体に主に依存している。投射細胞はT-typeカルシウムチャンネルにより、発火モードを過分極の場合(-70mV以下)はバーストモード、脱分極の場合(-50mV付近)はトニックモードに変化する。そして一般的に、トニックモード時に末梢からの感覚情報を正確に大脳皮質に伝えるとされている。以上の知見と今回の結果を総合的に考えると皮質視床シナプスEPSCは比較的キネチックスの遅い、NMDA受容体やカイニン酸受容体成分が有意に存在することから、大脳皮質は高頻度で活動すれば、投射神経細胞に対して、ゆっくりとした脱分極を惹き起こすし、バーストからトニックモードに移行するように働くと想像される。一方、内側毛帯シナプスはキネチックスの早いAMPA受容体成分が多いため、末梢からの情報をタイミングを合わせて情報を大脳皮質に伝える働きをしていると考えられた。この研究成果は現在J.Physiol.に投稿中(under revision)である。

目的：丘脑投射神经元有两个主要的兴奋性突触：从外周接收感觉信息的上行突触和来自大脑皮层的反馈突触（皮质丘脑突触）。两个突触被认为分别充当驱动器和调节器，但它们的突触基础尚不清楚。我们详细分析了它们的突触特性，特别关注谷氨酸受体的成分，并分析了红藻氨酸受体电流及其功能意义。结果和讨论：明确了以下发现。 1.红藻氨酸受体成分存在于丘脑突触 EPSC 中，但不存在于内侧丘系突触中。 2. 皮质丘脑突触 EPSC 中 NMDA 受体成分比 AMPA 受体成分丰富得多，但内侧丘系突触 EPSC 则相反。 3.皮质丘脑突触显示晚期持续放电，但内侧丘系突触显示起始瞬时放电。 4.皮质丘脑突触后期持续放电的形成高度依赖于NMDA受体，红藻氨酸受体具有调节作用。内侧丘系突触的起始瞬时放电的形成主要依赖于 AMPA 受体。投射细胞在超极化（-70mV 或更低）时将其发射模式更改为突发模式，在 T 型钙通道去极化（约-50mV）时将其发射模式更改为强直模式。一般认为，在强直模式下，来自外周的感觉信息被准确地传递到大脑皮层。综合考虑上述发现和目前的结果，皮质丘脑突触 EPSC 具有相对缓慢的动力学，并且显着含有 NMDA 受体和红藻氨酸受体成分，认为它诱导投射神经元的缓慢去极化并导致它们从爆发模式转变为强直模式。另一方面，由于内侧丘系突触含有许多动力学较快的AMPA受体成分，因此人们认为它起着同步来自外周的信息并将信息传递到大脑皮层的作用。这项研究的结果目前正在提交（正在修订中）给 J.Physiol。