神経終末活動の可視化によるシナプス可塑性メカニズムの解明

通过可视化神经末梢活动阐明突触可塑性机制

基本信息

批准号：
12050210
负责人：
神谷温之
金额：
$ 2.18万
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 (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12050210/
关键词：
シナプス伝達カルシウムイオン可塑性海馬長期増強

项目摘要

海馬CA3野苔状線維シナプスにおける長期増強(Long-term potentiation; LTP)は、シナプス後細胞でのNMDA受容体活性化を必要とせず、シナプス前部でのアデニル酸シクラーゼ活性化により苔状線維終末内のサイクリックAMP濃度が上昇し、サイクリックAMP依存性リン酸化酵素による何らかの基質タンパクのリン酸化により伝達物質放出量の持続的増加を引き起こすとの仮説が想定されている。本研究では、苔状線維シナプスにおけるシナプス前性LTPにおいて伝達物質放出に関わるどの素過程が修飾されるかを調べる目的で、シナプス前部へのカルシウム流入および微小EPSC(興奮性シナプス後電流)に対する高頻度刺激の効果を検討した。マウス海馬スライス標本において入力線維層に局所的に注入した細胞膜透過型蛍光カルシウム指示薬(rhod2-AM)が軸索内に取り込まれシナプス前終末まで輸送される。このような標本で蛍光強度を指標にシナプス前終末内カルシウム濃度変化を測定し、同時に興奮性シナプス後電位(EPSP)も記録した。苔状線維に高頻度刺激(100Hz 1秒)を与えるとEPSP振幅は持続的に増大しLTPが誘発されたが、同時に記録したシナプス前部へのカルシウム流入は変化しなかった。また、微小EPSCの平均頻度は約2倍に増加したが、平均振幅には変化がみられなかった。これらの結果から、苔状線維シナプスにおけるLTPの発現に伴いシナプス前終末へのカルシウム流入量は変化せず、カルシウム流入以降の開口放出機構の促進が関与すると考えられた。また、これらの研究を進める中で、海馬CA3野苔状線維シナプスにおいて100ミリ秒以内に繰り返し刺激を与えるとシナプス前終末へのカルシウム流入量が一過性に増加するという新たな可塑性メカニズムを見出し、現在その機序について解析を進めている。

据推测，海马CA3 CA3苔藓纤维中的长期增强（LTP）不需要在突触后细胞中的NMDA受体激活，并且在突触前区域的腺苷酸环化酶激活会增加在某些纤维纤维端子中的延伸，从而增加跨度的环境量，从而增加跨度纤维的术语，从而增加跨度的跨度术语，从而增加跨度的跨度术语，从而增加了跨度的跨度术语。蛋白质通过循环AMP依赖性磷酸酶。在这项研究中，我们研究了高频刺激对钙向突触前区域和微型EPSCS（兴奋性突触后电流）的影响，研究了在苔藓纤维突触中在突触前LTP中改变了与发射机释放有关的哪些基本过程。在小鼠海马切片标本中，质膜可渗透的荧光钙指示剂（Rhod2-Am）局部注入到输入纤维层中，将其置于轴突中并运输到突触前末端。在这样的标本中，使用荧光强度作为指数测量突触前钙浓度的变化，同时还记录了兴奋性突触后电位（EPSP）。苔藓纤维上的高频刺激（100 Hz 1 sec）继续增加EPSP振幅并诱导LTP，但同时记录的钙涌入向突触前区域的钙涌入没有变化。此外，MicroEPSC的平均频率增加了约两倍，但在平均幅度中没有观察到任何变化。这些结果表明，突触前末端的钙涌入量不会随苔藓纤维突触中LTP的表达而变化，并且涉及钙涌入后开放释放机制的促进。此外，随着我们进行这些研究，我们发现了一种新的可塑性机制，在这种机制中，海马CA3 CA3苔藓纤维突触的100毫秒内反复刺激会暂时增加钙涌入的钙数量，并目前正在分析该机制。