シナプス前終末内ミトコンドリアによるシナプス可塑性の制御機構

突触前末梢线粒体对突触可塑性的控制机制

基本信息

批准号：
20650057
负责人：
真鍋俊也
金额：
$ 2.11万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

1.海馬スライス標本のCA1領域において、細胞外電位記録法を用いて興奮性シナプス応答を記録した。NMDA受容体を阻害した状態で5Hz、3分の刺激を与えると、刺激終了後に二相性の短期可塑性が誘導されることを見出した。早い相では2発刺激促通の減少を伴う短期増強が消失していくところが観察され、遅い相では短期抑圧が徐々に回復していくところが観察された。ミトコンドリアの機能を変化させる種々の薬物によりこの短期可塑性が修飾されることから、これらの短期抑圧にミトコンドリアのカルシウム放出能やエネルギー産生が関与していることが明らかとなった。これまで知られていなかった神経機能におけるミトコンドリアの新たな役割を解明することができた。シナプス前終末のミトコンドリアの機能を阻害した遺伝子改変マウスなどを用いて、さらに解析を進めている。2.海馬歯状回においては、シナプスが1Hz程度の比較的低頻度で活性化しても、顕著なシナプス抑圧が起こることが知られているが、その抑圧発現機構についてはよくわかっていなかった。海馬歯状回スライス標本において、電気生理学的手法を用いて、シナプス伝達に関する種々のパラメーターを検討したところ、このシナプス伝達抑圧には、シナプス後細胞での変化は関与しておらず、シナプス前性の修飾により発現していることがわかった。さらに、シナプスの種類により神経伝達物質の放出確率の低下とシナプス小胞プールの枯渇のいずれかがおもな原因であることが明らかとなった。

1.使用细胞外电位记录在海马切片的CA1区记录兴奋性突触反应。我们发现，当抑制 NMDA 受体并以 5 Hz 施加刺激 3 分钟时，刺激结束后会诱导双相短期可塑性。在早期阶段，观察到短期增强随着两种刺激促进的减少而消失，而在后期，观察到短期抑制逐渐恢复。由于这种短期可塑性会被各种改变线粒体功能的药物所改变，因此很明显，线粒体钙释放能力和能量产生与这些短期抑制有关。我们能够阐明线粒体在神经元功能中的新作用，这是以前未知的。进一步的分析正在进行中，使用抑制突触前末端线粒体功能的转基因小鼠。 2.在海马齿状回中，已知即使以约1Hz的相对较低频率激活突触，也会发生显着的突触抑制，但发生这种抑制的机制尚不清楚。利用电生理技术检查海马齿状回切片制剂中与突触传递相关的各种参数，我们发现这种突触传递的抑制并不涉及突触后细胞的变化，而是涉及突触前细胞的变化，发现这种表达是引起的通过修改此外，很明显，根据突触的类型，神经递质释放概率的降低或突触小泡池的耗尽是主要原因。