シナプス伝達修飾特性の生後発達分子メカニズム

突触传递修饰特性的产后发育分子机制

• 批准号: 12210043
• 负责人: 高橋 智幸
• 金额: --
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
• 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-12210043/
• 关键词: Caチャネル; GABA_A受容体; NMDA受容体; 放出確率; シナプス伝達効率; 聴覚遮断; 音源定位; 意識

(1)生後発達に伴い延髄興奮性シナプス、小脳抑制性シナプス、視床抑制性シナプスにおいては、伝達を媒介するCaチャネルのサブタイプがN,R,P/Q混合型からP/Q型単独にスイッチすることが明らかとなった。一方、脊髄後角抑制性シナプス、大脳皮質視覚野興奮性シナプスではCaチャネルのサブタイプのスイッチが全く起こらないことが明らかとなった。(2)生後発達に伴い視床抑制性シナプスを媒介するGABA_A受容体のαサブユニットが2型から1型にスイッチすることによりシナプス電流の時間経過が短縮することがスライスによる電気生理学実験と組織培養を含む分子生物学実験から明らかとなった。視床抑制性シナプス応答時間は脳波の周波数および意識と密接に関係していることから、GABA_A受容体の生後発達が意識レベルの成熟をもたらすとの仮説を提唱した。(3)音源定位に関わる延髄聴覚中継シナプスにおいて生後発達と共に後シナプス膜のNMDA受容体の発現が減少し、これによって一対一対応の入出力関係を持つ高信頼性のシナプスへの分化がなされることを明らかにした。更にNMDA受容体の発現抑制の一因が、生後10-12日に開始される聴覚入力であることを聴覚遮断実験によって明らかにした。(4)音源定位に関わる延髄聴覚中継シナプスにおいて生後発達と共に伝達物質の放出確率が低下し、放出可能シナプス小胞プールサイズが増大する結果、低頻度入力に対する伝達効率は一定に保たれ、高頻度入力に対する伝達効率は増大することが見出された。

(1)随着出生后的发育，介导传递的Ca通道亚型从髓质兴奋性突触、小脑抑制性突触和丘脑抑制性突触处的混合N、R和P/Q型转变为单一P/Q型。有一个开关。另一方面，发现脊髓背角抑制性突触和大脑皮层视觉皮层兴奋性突触没有发生Ca通道亚型的转换。 (2)使用切片和组织培养的电生理学实验表明，在出生后发育过程中，通过介导丘脑抑制性突触的GABA_A受体的α亚基从2型转变为1型，突触电流的时程缩短。分子生物学实验包括。由于丘脑抑制性突触的反应时间与脑电波频率和意识密切相关，因此我们提出了GABA_A受体的出生后发育导致意识水平成熟的假设。 (3) 突触后膜中 NMDA 受体的表达随着参与声源定位的髓质听觉中继突触的出生后发育而减少，这导致分化为具有一对一输入输出关系的高度可靠的突触。此外，听觉剥夺实验表明，抑制 NMDA 受体表达的因素之一是出生后 10-12 天开始的听觉输入。 (4) 在涉及声源定位的延髓听觉中继突触处，随着出生后发育，递质释放的概率降低，可释放突触囊泡池的大小增加，导致低频输入的传输效率保持恒定，并且已经发现输入的转移效率增加。

项目成果

Yamauchi,T. et al.: "Presynaptic inhibition by muscimol through GABA_B receptors Synaptic modulation mediated by G-protein-coupled presynaptic receptors."Eur.J.Neurosci.. 12. 3433-3436 (2000)

山内，T.

Iwasaki,S. et al.: "Developmental changes in calcium channel types mediating central synaptic transmission."J.Neurosci.. 20. 59-65 (2000)

岩崎，S.

Hamba,M. et al.: "Long-term potentiation of primary afferent neurotransmission at trigeminal synapses of juvenile rats."Eur.J.Neurosci.. 12. 1128-1134 (2000)

汉巴，M.

Onodera,K. et al.: "Primary afferent synaptic responses recorded from trigeminal caudal neurons in a mandibular nerve-brainstem preparation of neonatal rats."J.Physiol.. 524. 503-512 (2000)

小野寺，K.

Takahashi,T. et al.: "The role of GTP-binding protein activity in fast central synaptic transmission."Science. 289. 460-463 (2000)

高桥，T.