シナプス前終末内カルシウムストアによる中枢シナプス可塑性の調節機構

突触前末梢钙储备对中枢突触可塑性的调节

基本信息

批准号：
15029237
负责人：
神谷温之
金额：
$ 4.48万
依托单位：
Hokkaido University (2004)Kobe University (2003)
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 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

カルシウムイオンは、シナプス前終末からの伝達物質放出に必須であるばかりでなく、その活動依存的な調節機構にも重要な役割を果たしている。シナプス前部でのカルシウム動態を制御する因子のうち、細胞内カルシウムストアの役割に関しては不明な点が多い。本研究ではリアノジン受容体を介した細胞内カルシウムストアからのカルシウム放出機構がシナプス前終末内カルシウム動態の調節に関与する可能性について、海馬CA3野苔状線維シナプスを対象として検討を行った。苔状線維シナプス前終末における細胞内ストアからのカルシウム放出がシナプス可塑性の誘発に寄与しうるかについて検討するために、リアノジン受容体からのカルシウム放出を促進するカフェインの作用を検討した。苔状線維シナプス伝達はカフェイン投与により著明に亢進し、また、カフェイン除去後は長期抑圧を示した。リアノジン受容体が長期可塑性の誘発を直接的に制御しうることが示された。また、その機序を明らかにするために、光学的に苔状線維シナプス前部のカルシウム動態を測定した。リアノジン受容体を介した細胞内ストアからのカルシウム放出を阻害するTMB-8を投与すると、単発刺激によるシナプス前部でのカルシウム上昇にはほとんど影響を与えず、高頻度刺激によるカルシウム上昇を選択的に抑制した。苔状線維終末に発現するリアノジン受容体がカルシウム誘発性カルシウム放出(calcium-induced calcium release ; CICR)の機構を介して繰り返し刺激によるシナプス前部でのカルシウム動態を増幅する可能性が考えられた。

钙离子不仅对于突触前末梢释放递质至关重要，而且在其活动依赖性调节机制中也发挥着重要作用。在控制突触前钙动态的因素中，细胞内钙储存的作用仍不清楚。在本研究中，我们研究了细胞内钙库通过兰尼碱受体释放钙的机制是否参与突触前末梢内钙动态的调节，针对海马 CA3 场苔藓纤维突触。为了检查苔藓纤维突触前末梢细胞内储存的钙释放是否有助于诱导突触可塑性，我们研究了咖啡因促进兰尼碱受体释放钙的作用。给予咖啡因后，苔藓纤维突触传递显着增强，并且在去除咖啡因后表现出长期抑制。研究表明，兰尼定受体可以直接控制长期可塑性的诱导。此外，为了阐明其机制，我们用光学方法测量了苔藓纤维突触前的钙动态。 TMB-8通过兰尼碱受体抑制细胞内钙的释放，对单次刺激引起的突触前钙增加几乎没有影响，并且选择性地抑制高频刺激引起的钙增加。人们认为，在苔藓纤维末端表达的兰尼碱受体可能会由于钙诱导钙释放（CICR）机制的反复刺激而放大突触前钙动力学。