シナプスの形態及び機能に対する脳由来神経栄養因子の作用

脑源性神经营养因子对突触形态和功能的影响

基本信息

批准号：
02J61438
负责人：
惣谷和広
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Osaka 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

発達脳における神経回路網形成の後期には、入力依存的な回路網の変化が生じるとされている。この現象の基礎にはシナプス伝達効率やシナプス形態変化などのシナプス可塑性が重要な役割を果たすと考えられている。最近、大脳皮質視覚野のシナプスにおいて、脳由来神経栄養因子(BDNF)が入力の多いシナプスを強化し、少ないシナプスを弱化する分子の一つである可能性が、研究代表者の所属する研究室で示唆された。しかし、どのようにBDNFが入力活動に依存してシナプス形態や機能の変化を起こすのか、更には、どのようにさまざまな細胞が存在している神経回路網発達を修飾しているのかは、未ださまざまな議論があり、近年、やっとBDNFの興奮性細胞への効果に対する見解が一致してきたのが現実である。そこで、研究代表者は先駆的な課題として、BDNFの抑制性細胞に対する純粋な効果を調べるために孤立神経培養標本を使って、ただ一つのGABAergicニューロンのシナプス活動におけるBDNFの慢性投与の影響を電気生理学実験装置とレーザー走査型顕微鏡を用いて検討した。100ng/mlにBDNF慢性投与は、evoked IPSCsの振幅を増強し、miniature IPSCsの周波数を増加させた。BDNFのそのような効果は抗TrkB抗体によって阻害された。それに対し、BDNFは、miniature IPSCsの振幅、およびpairde pulse ratioに優位な効果は観察されなかった。更に、immunocytochemistryによる定量解析は、BDNFが樹状突起の形態およびシナプス数を増加させることが観察された。また、神経細胞活動依存的にシナプス前終末を染色するFM1-43蛍光指示薬を用いて、シナプス活動の定量的な解析も行った。これらの結果から、BDNFの慢性投与がGABA性シナプス形成を促進すると示唆された。

据说网络中依赖于输入的变化发生在发育中的大脑中神经网络形成的后期阶段。突触可塑性，例如突触传递效率和突触形态的变化，被认为在这种现象的基础上发挥着重要作用。近日，课题组负责人所在的研究小组发现，脑源性神经营养因子（BDNF）可能是大脑皮层视觉皮层突触中输入多而强化突触、弱输入少的分子之一。有人建议。然而，目前尚不清楚 BDNF 如何根据输入活动引起突触形态和功能的变化，此外，它如何改变各种细胞中神经网络的发育，尽管有各种讨论，但近年来的现实是，关于 BDNF 对兴奋细胞的影响终于达成了共识。因此，作为一个开创性的项目，主要研究人员使用分离的神经元培养制剂来检查 BDNF 对抑制性细胞的纯粹影响，该研究是使用生理实验设备和激光扫描显微镜进行的。长期给予 100ng/ml BDNF 可增强诱发 iPSC 的幅度，并增加微型 iPSC 的频率。 BDNF 的这种作用被抗 TrkB 抗体抑制。相反，BDNF 对微型 IPSC 的振幅或配对脉冲比没有显着影响。此外，免疫细胞化学定量分析观察到 BDNF 增加了树突形态和突触数量。我们还使用荧光指示剂 FM1-43 对突触活动进行定量分析，该荧光指示剂以神经元活动依赖性方式对突触前末梢进行染色。这些结果表明，长期施用 BDNF 可促进 GABA 能突触的形成。