聴覚同時検出器細胞における樹状突起の機能解明

听觉同步检测器细胞中树突的功能阐明

基本信息

批准号：
17700368
负责人：
久場博司
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

両耳に到達する音の時間差は音源定位の1つの手がかりである.トリでは脳幹の層状核神経細胞(NL細胞)が両耳からのシナプス入力の同時検出器として働くことによりこの時間差が検出される.NL細胞は同時検出器として非常に高い精度をもつ.これまで申請者はNL細胞の同時検出精度及び細胞特性を特徴周波数(CF)領域毎に調べ,同時検出の精度が高-中間CF領域で高く,これはこの領域でKv1.2チャネルの発現量が多いことによりシナプス後電位の時間経過が加速されるためであることを明らかにした.本年度はさらに,NL細胞において樹上突起で発生したシナプス後電位が活動電位に変換される過程について調べ,以下のことを明らかにした.NLの高-中間CF領域の細胞では,活動電位が小さく,かつ細胞体膜からNa電流が記録されないことから,活動電位は細胞体から電気的に離れた軸索上で発生していると考えられる.そこで,免疫染色によりNaチャネルの分布を調べたところ,高いCF領域の細胞ほどNaチャネルは細胞体から離れた軸索上に短く集積していた.これらの所見は高いCF領域の細胞ほど活動電位が軸索上の細胞体から離れた場所で発生することを示している.さらに,NEURONを用いてNL細胞の活動電位発生部位がCF領域に応じて異なることの機能的意義を検討した結果,この違いは各CF領域の細胞が安定して発火し,正確な同時検出を行う上で重要であることを明らかにした.特に高いCF領域の細胞は高頻度のシナプス入力を受けるため,シナプス入力の時間的加重により細胞体で大きな持続的脱分極を生じる.この脱分極は軸索のNaチャネルを不活性化し,細胞の興奮性を減少する.このため高いCF領域の細胞は活動電位の発生部位を細胞体から離し,持続的な脱分極を軸索で電気緊張性に減少することにより,高い興奮性と正確な同時検出を実現すると考えられた.

到达两个耳朵的声音的时差是声源定位的线索。在鸟类中，脑干的分层核神经细胞（NL细胞）检测到了这个时间差异，作为来自两个耳朵的突触输入的同时检测器。NL细胞作为同时检测器的精度很高。以前，申请人已经检查了每个特征频率（CF）区域NL细胞的准确性和细胞特性，并且在高中度CF区域中同时检测的准确性很高，这意味着该区域的KV1.2通道的表达水平很高。今年，我们调查了将突触后潜力转化为突触后潜能增加的影响的过程。在NL细胞中，我们研究了将突触后电位转化为NL细胞中的动作电位的过程，揭示了以下情况：在NL的高中间CF区域的细胞中，动作电位很小，并且没有从细胞体细胞膜中记录Na电流，因此认为该动作电位与细胞电池的电势发生在电池上。因此，进行免疫染色。当我们研究Na通道的分布，即CF区域越高，远离细胞体越远的轴突上积累的Na通道越短。这些发现表明，CF区域越高，动作电位发生在远离轴突细胞体的位置。此外，我们研究了使用神经元的CF区域不同的NL细胞动作电位生成位点的功能意义，并且这种差异是每个CF区域中的细胞稳定地引起了火，并准确地检测到了相同。我们已经证明这很重要。由于高CF区域中的细胞尤其会经历突触输入的高频率，因此突触输入的时间加权会导致细胞体内持续的去极化。这种去极化使轴突Na通道失活并降低细胞兴奋性。因此，高CF区域中的细胞被认为可以将动作电位生成部位与细胞体分开，并将持续的去极化降低到轴突中的电音，从而产生高兴奋性和准确的同时检测。