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

• 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; 海馬; シナプス伝達; カイニン酸受容体; カルシウム

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中，在高密度，NMDA受体独立的突触前长期增强（LTP）和长期抑郁症（LTD）以高密度表达谷氨酸受体和长期抑郁症（LTD），由于反复刺激输入纤维而表现出。据认为，由于反复刺激而导致突触前区域的钙浓度增加在诱导这些长期可塑性方面起重要作用。在这项研究中，使用突触前终末钙成像和电生理学方法研究了突触前的海藻酸受体受到长期可塑性诱导后突触前钙动力学调节突触前钙动力学的可能性。当小鼠海马切片样品中的苔藓纤维的突触前区域选择性地用荧光钙指示剂加载，当通过通过轴突标记方法为单个或经常重复的电气刺激时，在突触前区域的钙动力学。 CNQX是一种非特异性AMPA和Kainic酸受体的抑制剂，由于单发刺激而导致突触前区域的钙升高，但由于诱导100 Hz LSEC的高频刺激引起了诱导LTP LTP的100 Hz LSEC，因此部分抑制了突触前钙升高。 Gyki是AMPA受体的选择性抑制剂，对对单频和高频刺激的反应几乎没有影响。人们认为该机制是通过反复刺激海马苔藓纤维释放的谷氨酸，激活了突触前的海藻酸受体，以活性依赖性的方式在突触前区域扩增钙动力学，并促进苔藓纤维合成的突触前LTP的诱导。