シナプス前カイニン酸受容体による海馬苔状線維シナプス可塑性の制御機構

突触前红藻氨酸受体对海马苔藓纤维突触可塑性的控制机制

基本信息

批准号：
15016075
负责人：
神谷温之
金额：
$ 2.94万
依托单位：
Kobe 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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15016075/
关键词：
海馬シナプス伝達カイニン酸受容体カルシウム

项目摘要

カイニン酸型グルタミン酸受容体が高密度に発現する海馬CA3野苔状線経シナプスでは、入力線維の繰り返し刺激に伴いNMDA受容体非依存性のシナプス前性長期増強(long-tem potentiation : LTP)および長期抑圧(long-term depression : LTD)を示す。これらの長期可塑性の誘発には、繰り返し刺激に伴うシナプス前部でのカルシウム濃度上昇が重要な役割を果たすと考えられている。本研究では、苔状繊維シナプスに特異的に発現するシナプス前カイニン酸受容体が長期可塑性誘発時のシナプス前終末内カルシウム動態を制御する可能性について、シナプス前終末カルシウムイメージング法および電気生理学的手法により検討した。軸索標識法によりマウス海馬スライス標本の苔状線維シナプス前部に選択的に蛍光カルシウム指示薬を負荷し、苔状線維に単発あるいは高頻度の繰り返し電気刺激を与えた際のシナプス前部でのカルシウム動態を測定した。AMPA型およびカイニン酸型受容体の非特異的阻害剤であるCNQXは、単発刺激によるシナプス前部でのカルシウム上昇に影響を与えなかったが、LTPを誘発する100Hzl秒の高頻度刺激によるシナプス前カルシウム上昇を部分的に抑制した。AMPA型受容体の選択的阻害剤であるGYKIは単発および高頻度刺激に対する応答にほとんど影響を与えなかった。海馬苔状線維の繰り返し刺激に伴い放出されたグルタミン酸によりシナプス前カイニン酸受容体が活性化され、シナプス前部でのカルシウム動態を活動依存的に増幅し、苔状線維シナプスにおけるシナプス前性LTPの誘発に促進的に作用するという機序が考えられた。

在海马 CA3 场苔藓线突触处，红藻氨酸型谷氨酸受体高度表达，重复刺激输入纤维会诱导 NMDA 受体依赖性突触前长时程增强 (LTP) 和长时程抑制 (LTD)。由于重复刺激而增加的突触前钙浓度被认为在诱导这些长期可塑性中发挥着重要作用。在这项研究中，我们利用突触前末端钙成像和电生理学技术，研究了在苔藓纤维突触中特异性表达的突触前红藻氨酸受体在长期可塑性诱导过程中控制突触前末端钙动态的可能性。利用轴突标记方法，将荧光钙指示剂选择性加载到小鼠海马切片中苔藓纤维的突触前区域，并在对苔藓纤维施加单次或重复电刺激时测量突触前区域的钙水平。 CNQX是AMPA型和红藻氨酸型受体的非特异性抑制剂，对单次刺激引起的突触前钙升高没有影响，但不影响诱导LTP的100 Hz/sec高频刺激引起的突触前钙升高部分抑制钙的上升。 GYKI 是 AMPA 型受体的选择性抑制剂，对单次和频繁刺激的反应几乎没有影响。反复刺激海马苔藓纤维时释放的谷氨酸会激活突触前红藻氨酸受体，以活性依赖性方式放大突触前钙动态，并增加苔藓纤维突触的突触前 LTP。其机制被认为是促进诱导。