発達期小脳における登上線維シナプス除去の臨界期と神経活動依存症に関する研究

发育中小脑攀爬纤维突触去除关键期及神经元活动依赖性的研究

基本信息

批准号：
10156237
负责人：
狩野方伸
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

成熟動物では小脳プルキンエ細胞はただ1本の登上線維によって支配されるが、発達初期には3〜5本の登上線維の支配を受ける。発達につれて過剰な登上線維が淘汰され、生後約20日で成熟型の1対1の結合が完成する。先行研究から、NMDA受容体の関与が示唆されていたが、この過程が神経活動に依存するかについての直接的な証明がなく、また、小脳生後発達のどの時期に必要であるか(臨界期)については明らかでなかったので、本研究においてこの2点を追求した。(1) 神経活動依存性の検討:テトロドトキシン(TTX)をethylene-vinylacetate copolymer(ELVAX)に溶媒によって混合し、その微小ブロックを生後10日の発達期マウス小脳の表面に移植して、これからTTXを持続的に小脳に与えた。マウスを成長させ、生後24日から36日の間に、登上線維の支配様式を電気生理学的に解析した。ELVAX近傍の小脳6-8葉で記録すると、vehicle投与群に対してTTX投与群では、登上線維による多重支配を受けるプルキンエ細胞の割合が有意に高かった。これに対し、ELVAXから離れた小脳1/2および10葉では、両群間で有意差はなかった。したがって、TTXの効果は小脳内に限局しており、小脳内の神経活動が登上線維シナプス排除に必要であると考えられた。(2) 臨界期の検討:NMDA受容体の特異的阻害剤のMK-801(0.25μg/g体重)を1日1回生後7日から14日まで8日間腹腔内投与し、その後投与をやめて生後25日まで成長させた群(P7-P14投与群)、生後15日から21日まで7日間腹腔内投与した群(P15-P21投与群)および生理食塩水投与対照群で比較したところ、P15-P21投与群でのみ登上線維シナプス排除に異常を認めた。この結果は、登上線維シナプス排除の臨界期は生後15日以降であることを示す。

在成年动物中，小脑浦肯野细胞仅受一根攀爬纤维支配，但在早期发育过程中，它们受三到五根攀爬纤维支配。随着它的发育，多余的攀爬纤维被清除，成熟的一对一连接在出生后大约 20 天完成。之前的研究提示NMDA受体参与其中，但没有直接证据证明这个过程依赖于神经活动，而且在出生后小脑发育的哪个阶段（关键期）还不清楚，所以我们追寻这两点。在这项研究中。 (1)神经元活动依赖性检查：使用溶剂将河豚毒素(TTX)与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(ELVAX)混合，将混合物微块植入出生后第10天发育中的小鼠小脑表面，并然后将 TTX 注射到发育中的小鼠的小脑中。让小鼠生长，并在出生后 24 至 36 天之间对攀爬纤维的主要模式进行电生理学分析。当在 ELVAX 附近的小脑 6-8 叶进行记录时，TTX 治疗组中受攀爬纤维多重支配的浦肯野细胞比例显着高于媒介物治疗组。相比之下，远离ELVAX的小脑1/2叶和10叶两组之间没有显着差异。因此，TTX 的作用局限于小脑内，并且小脑内的神经活动被认为对于消除攀爬纤维突触是必要的。 (2)关键期检查：出生后7～14天腹腔注射NMDA受体特异性抑制剂MK-801（0.25μg/g体重），每天1次，连续8天，第25天停止给药出生后A组长大到（P7-P1）。 4给药组）、生后15～21天腹腔给药7天的组（P15-P21给药组）、生理盐水给药对照组，仅在P15-P21给药组中观察到攀爬纤维突触的消除检测到异常。这一结果表明，消除攀爬纤维突触的关键时期是在生命第15天之后。