神経細胞の樹状突起に発生する活動電位

神经细胞树突中产生的动作电位

基本信息

批准号：
13878171
负责人：
金子章道
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13878171/
关键词：
網膜アマクリン細胞活動電位 Action Potential Clamp 樹状突起細胞体 GABA TTX

项目摘要

神経細胞は細胞体、樹状突起、軸索から構成される。これまでの一般常識では、神経細胞は樹状突起でシナプス入力を受け、細胞体で入力の統合が行われ、その結果として細胞内の電圧が活動電位の閾値を超えると細胞体と軸索の境界部(軸索小丘)で活動電位が発生するものと考えられてきた。しかし最近になって、樹状突起にも活動電位が発生することが海馬や大脳皮質の錐体細胞においては示された。われわれの研究対象とする網膜アマクリン細胞は軸索突起を持たないが活動電位が記録される。そこでアマクリン細胞の樹状突起に活動電位が発生するかどうかを直接樹状突起からの記録を行って検証した。まず、細胞体から樹状突起への活動電位の伝導様式を明らかにするため、細胞体で記録された活動電位波形を用いて細胞体を電位固定(Action Potential Clamp)し、樹状突起の電位変化を記録した。樹状突起で記録される活動電位の波形はTTXを投与すると振幅が大幅に減少した。このことから、樹状突起への活動電位の伝導には、電位依存性Na電流による自己再生的な過程が関与していることが明らかになった。樹状突起への活動電位の伝導は樹状突起に電流注入を行って膜電位を変化させると修飾を受けた。さらに、細胞体をAction Potential Clampし、その際に記録している樹状突起へGABAを投与したところ、活動電位の閾値が上昇し、振幅が減少した。GABAによる影響は、同時に樹状突起に正の電流注入を行うことで回復した。これらの結果から、アマクリン細胞樹状突起への活動電位の伝導は、電位依存性Na電流を介した自己再生的な過程によるものであること、樹状突起へのGABAのシナプス入力によって活動電位の伝導が修飾されることが明らかになった。

神经元由细胞体、树突和轴突组成。传统观点认为，神经元在其树突处接收突触输入，这些输入在细胞体处进行整合。因此，当细胞内电压超过动作电位阈值时，细胞体和轴突就会发生动作电位。边界（轴突丘）。然而，最近的研究表明，海马和大脑皮层锥体神经元的树突中也产生动作电位。作为我们研究对象的视网膜无长突细胞没有轴突投射，但记录了动作电位。因此，我们通过直接从树突记录来验证无长突细胞的树突是否产生动作电位。首先，为了明确动作电位从细胞体到树突的传导模式，利用细胞体中记录的动作电位波形对细胞体进行电位钳位，记录树突电位的变化。当施用 TTX 时，树突中记录的动作电位波形的幅度显着降低。这些结果表明，动作电位向树突的传导涉及使用电压门控Na电流的自我再生过程。通过将电流注入树突并改变膜电位来改变动作电位向树突的传导。此外，当细胞体受到动作电位钳制并向动作过程中记录的树突施用GABA时，动作电位的阈值增加并且幅度减小。通过同时向树突注入正电流，GABA 的影响被逆转。这些结果表明，动作电位向无长突细胞树突的传导是由于电压门控Na电流介导的自我更新过程，并且动作电位向树突的传导是由GABA突触输入至树突引起的。该传导被修改。