大脳皮質視覚野のT型Ca^<2+>チャネルの発達に及ぼす視覚環境の影響

视觉环境对大脑皮层视觉皮层T型Ca^2+通道发育的影响

基本信息

批准号：
13780652
负责人：
吉村由美子
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

大脳皮質視覚野ニューロンの視覚刺激に対する選択的反応性は、生後発達の一時期(感受性期)の視覚体験に依存して可塑的に形成される。この感受性期は開眼前からの暗室飼育により延長し、延びた感受性期は短期間の視覚体験により終了する。これまでに我々の研究室ではネコやラット大脳皮質視覚野スライス標本を用いて、NMDAチャネルではなくT型Ca^<2+>チャネルの活性化を必要とする電場電位の長期増強は感受性期に限って発生し、生後直後より暗室飼育すると成熟しても長期増強がみられ、その後短期間の正常視覚体験によりその発生も消失することを見いだした。本課題ではこの電場電位の長期増強が興奮性シナプスの変化に起因するかを検討する目的で、まず感受性期(生後20-30日齢)のラット視覚野より作成したスライス標本上の2/3層ニューロンから細胞内記録法及びホールセルパッチクランプ法を用いてシナプス後電位を記録した。抑制性伝達阻害薬を封入した別のパッチピペットを記録細胞近傍におき、抑制性伝達を局所的に遮断した状態で興奮性シナプス後電位(EPSP)を記録した。T型Ca^<2+>チャネル依存性長期増強の誘発に有効な条件刺激を与えると、EPSPの長期増強が誘発された。暗室飼育すると成熟脳(生後60-90日)でも誘発される長期増強もまた興奮性シナプスの変化に起因することを見出した。記録した細胞にトレーサーを注入し細胞内染色することにより長期増強がみられたシナプス後細胞は錐体細胞であることを形態学的に確認した。以上の結果はT型Ca^<2+>チャネル依存性長期増強が視覚反応可塑性の基礎過程である可能性を支持する。

视觉皮层神经元对视觉刺激的选择性反应是根据出生后发育时期（敏感期）的视觉体验而塑性形成的。通过在睁眼前在暗室中饲养来延长这个敏感期，并且通过短暂的视觉体验来终止延长的敏感期。迄今为止，我们实验室已使用猫和大鼠大脑皮层视觉皮层切片制剂证明，场电位的长期增强发生在敏感期，这需要激活T型Ca^<2+>通道而不是NMDA通道。我们发现这种现象发生在有限的区域，并且从出生后立即在黑暗中饲养时，即使在成熟后也能观察到长期增强，并且在短时间的正常视觉体验后这种现象消失。在这项任务中，为了研究这种场电位的长期增强是否是由兴奋性突触的变化引起的，我们首先分析了从敏感期（20-使用细胞内记录和全细胞膜片钳技术记录层神经元的突触后电位。将另一个含有抑制性传输抑制剂的贴片吸管放置在记录细胞附近，以记录兴奋性突触后电位（EPSP），同时局部阻断抑制性传输。当我们施加有效诱导T型Ca^2+通道依赖性长期增强的条件刺激时，诱导了EPSP的长期增强。我们发现，在黑暗中饲养时，成熟大脑（出生后 60-90 天）诱导的长时程增强也是由兴奋性突触的变化引起的。通过将示踪剂注射到记录的细胞中并进行细胞内染色，我们从形态学上证实了表现出长期增强作用的突触后细胞是锥体细胞。这些结果支持T型Ca ^ 2+ 通道依赖性长时程增强是视觉反应可塑性的基本过程的可能性。