海馬CA3錐体細胞におけるNMDA受容体の選択的分布のメカニズムの解明

海马CA3锥体细胞NMDA受体选择性分布机制的阐明

基本信息

批准号：
02J02334
负责人：
掛川渉
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Gunma University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

海馬CA3錐体細胞は層別こ異なる興奮性入力を受けており、多くの入力線維シナプス下膜においてAMPA受容体とNMDA受容体が共在しているが、苔状線維(mossy fiber:MF)シナプス下膜ではNMDA受容体の発現を欠く。本研究では、MFシナプス下膜におけるNMDA受容体の排除機構およびNMDA受容体発現がシナプス下膜へのAMPA受容体発現・移行様式に与える影響を明らかにするため、海馬CA3錐体細胞にNMDA受容体、AMPA受容体を強制発現させ、MFシナプス下膜にNMDA受容体を集積させるための条件をAMPA受容体の集積様式と共に検討した。まず、NMDA受容体のシナプス下膜への集積機構を検討するために、NMDAR2B(NR2B)サブユニットおよびgreen fluorescent protein(GFP)を同時に発現させる組換えシンドビスウィルス(SIN)、SIN-EG-NR2Bを作製した。SIN-EG-NR2Bにより導入されたNR2Bサブユニットの受容体形成能を確認するため、ラット小脳にSINをin vivo注入し、NR2群を欠き、NR1のみ豊富に発現する成熟プルキンエ細胞に感染させると、GEP蛍光を発するプルキンエ細胞からNMDA受容体発現を示す電流応答が得られた。また、プルキンエ細胞への主要な興奮性入力である登上線維シナプスおよび平行線維シナプスにおける興奮性シナプス後電流においてもNMDA受容体成分が観察された。このことから、成熟プルキンエ細胞に発現する内在性NR1は、外来性NR2Bと共に機能的NMDA受容体を形成し得る能力を備えていることが示された(Eur.J.Neurosci,2003,17,887)。次に、NMDA受容体発現がシナプス下膜へのAMPA受容体発現・移行様式に与える影響を、NMDA受容体をシナプス下膜に豊富に発現させる連合線維(association fiber;AF)とMF間で比較した。SINにより未編集型GluR2をCA3鋒体細胞に発現させると、未編集型GluR2から成るAMPA受容体はAFおよびMF両シナプス下膜ともに神経活動非依存的に移行することが電気生理学的に示された。また、GluR1をSINによりCA3錐体細胞へ強制発現させると、GluR1から成るAMPA受容体は、AFシナプス下膜へNMDAA受容体およびCaMKII活動に依存して移行されたが、MFシナプス下膜へは神経活動依存的なGluR1受容体の移行は見られなかった。このことから、CA3錐体細胞シナプスヘのAMPA受容体の移行様式には、入力特異性およびサブユニット特異性があり、NMDA受容体のシナプス発現の有無が、特異性を規定している可能性が示唆された。

海马CA3锥体细胞接受不同的分层兴奋性输入，并且AMPA和NMDA受体在许多输入纤维突触后膜中共存，但苔藓纤维（MF）突触膜缺乏NMDA受体的表达。在这项研究中，我们研究了NMDA受体在MF突触膜中排除NMDA受体的机制，以及NMDA受体表达对AMPA受体对突触间膜的表达和转移模式的影响，以及迫使NMDA受体在Hampampal Ca3 Pyramid细胞中表达的NMDA受体的条件膜，以及AMPA受体的积累模式。首先，为了研究NMDA受体在突触膜膜中的积累机理，我们制备了重组的Sindbis病毒（SIN）SIN-EG-NR2B，该病毒同时表达NMDAR2B（NR2B）亚基和绿色荧光蛋白（GFP）。为了确认SIN-EG-NR2B引入的NR2B亚基的受体形成能力，当SIN被体内注射到大鼠小脑中并感染缺乏NR2组的成熟Purkinje细胞，仅表达NR1，这是一种当前指示NMDA受体表达的响应，表明NMDA受体表达从Purkinje细胞中获得Purkinje Cells Thit Emit Gep liplycilitions emit Gep liplycilitionscliencection。此外，在向上和平行的纤维突触（Purkinje细胞）的主要兴奋性输入的兴奋性突触后电流中，还观察到NMDA受体成分。这表明在成熟的Purkinje细胞中表达的内源性NR1能够与外来NR2B一起形成功能性NMDA受体（Eur。J.Neurosci，2003，17，887）。接下来，比较了NMDA受体表达对AMPA受体表达和转移模式向突触膜间膜的影响，在突触后膜中大量表达NMDA受体的缔合纤维（AFS）和MF之间的影响。从电生理学上表明，当未经编辑的GlUR2在CA3体细胞中通过SIN表达时，由未经编辑的Glur2组成的AMPA受体会独立于AF和MF突触膜膜迁移神经活动。此外，当通过SIN强迫GlUR1在CA3锥体细胞中表达时，将由GlUR1组成的AMPA受体转移到依赖NMDAA受体和CAMKII活性的AF AF突触膜中，但没有GLUR1受体的神经活性转移依赖GLUR1受体转移到MF亚纤维脑膜中。这表明将AMPA受体转移到CA3锥体细胞突触具有输入特异性和亚基特异性，这表明NMDA受体的突触表达的存在或不存在可能定义特异性。