海馬CA3錐体細胞におけるNMDA受容体の選択的分布のメカニズムの解明

海马CA3锥体细胞NMDA受体选择性分布机制的阐明

基本信息

批准号：
02J02334
负责人：
掛川渉
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Gunma 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

海馬CA3錐体細胞は層別こ異なる興奮性入力を受けており、多くの入力線維シナプス下膜においてAMPA受容体とNMDA受容体が共在しているが、苔状線維(mossy fiber:MF)シナプス下膜ではNMDA受容体の発現を欠く。本研究では、MFシナプス下膜におけるNMDA受容体の排除機構およびNMDA受容体発現がシナプス下膜へのAMPA受容体発現・移行様式に与える影響を明らかにするため、海馬CA3錐体細胞にNMDA受容体、AMPA受容体を強制発現させ、MFシナプス下膜にNMDA受容体を集積させるための条件をAMPA受容体の集積様式と共に検討した。まず、NMDA受容体のシナプス下膜への集積機構を検討するために、NMDAR2B(NR2B)サブユニットおよびgreen fluorescent protein(GFP)を同時に発現させる組換えシンドビスウィルス(SIN)、SIN-EG-NR2Bを作製した。SIN-EG-NR2Bにより導入されたNR2Bサブユニットの受容体形成能を確認するため、ラット小脳にSINをin vivo注入し、NR2群を欠き、NR1のみ豊富に発現する成熟プルキンエ細胞に感染させると、GEP蛍光を発するプルキンエ細胞からNMDA受容体発現を示す電流応答が得られた。また、プルキンエ細胞への主要な興奮性入力である登上線維シナプスおよび平行線維シナプスにおける興奮性シナプス後電流においてもNMDA受容体成分が観察された。このことから、成熟プルキンエ細胞に発現する内在性NR1は、外来性NR2Bと共に機能的NMDA受容体を形成し得る能力を備えていることが示された(Eur.J.Neurosci,2003,17,887)。次に、NMDA受容体発現がシナプス下膜へのAMPA受容体発現・移行様式に与える影響を、NMDA受容体をシナプス下膜に豊富に発現させる連合線維(association fiber;AF)とMF間で比較した。SINにより未編集型GluR2をCA3鋒体細胞に発現させると、未編集型GluR2から成るAMPA受容体はAFおよびMF両シナプス下膜ともに神経活動非依存的に移行することが電気生理学的に示された。また、GluR1をSINによりCA3錐体細胞へ強制発現させると、GluR1から成るAMPA受容体は、AFシナプス下膜へNMDAA受容体およびCaMKII活動に依存して移行されたが、MFシナプス下膜へは神経活動依存的なGluR1受容体の移行は見られなかった。このことから、CA3錐体細胞シナプスヘのAMPA受容体の移行様式には、入力特異性およびサブユニット特異性があり、NMDA受容体のシナプス発現の有無が、特異性を規定している可能性が示唆された。

海马CA3锥体神经元接受不同层的兴奋性输入，AMPA受体和NMDA受体共存于许多输入纤维的突触下膜中，但苔藓纤维（MF）突触下膜缺乏NMDA受体表达。本研究为了阐明 MF 突触下膜 NMDA 受体的消除机制以及 NMDA 受体表达对 AMPA 受体表达及向突触下膜迁移模式的影响，我们研究了 NMDA 受体对海马 CA3 的影响我们研究了 MF 突触下膜中 AMPA 受体强制表达和 NMDA 受体积累的条件，以及 AMPA 受体的积累模式。首先，为了研究NMDA受体在突触下膜中的积累机制，我们使用了同时表达NMDAR2B（NR2B）亚基和绿色荧光蛋白（GFP）的重组辛德毕斯病毒（SIN），SIN-EG-NR2B。创建的。为了确认 SIN-EG-NR2B 引入的 NR2B 亚基的受体形成能力，我们将 SIN 注射到大鼠小脑体内并感染缺乏 NR2 基团且仅大量表达 NR1 的成熟浦肯野细胞，当前反应表明 NMDA 受体。从发出 GEP 荧光的浦肯野细胞获得表达。在攀爬纤维突触和平行纤维突触的兴奋性突触后电流中也观察到了 NMDA 受体成分，它们是浦肯野细胞的主要兴奋性输入。这表明成熟浦肯野细胞中表达的内源性NR1能够与外源性NR2B一起形成功能性NMDA受体(Eur.J.Neurosci,2003,17,887)。接下来，我们比较了 NMDA 受体表达对 AMPA 受体表达模式和向突触下膜间迁移的影响，关联纤维 (AF) 在突触下膜中大量表达 NMDA 受体，而 MF 则如此。电生理学研究表明，当未编辑的 GluR2 通过 SIN 在 CA3 体细胞中表达时，由未编辑的 GluR2 组成的 AMPA 受体以神经元活动无关的方式迁移到 AF 和 MF 突触亚膜。此外，当GluR1被SIN强制在CA3锥体细胞中表达时，由GluR1组成的AMPA受体根据NMDAA受体和CaMKII活性转移到AF突触下膜，但不转移到MF突触下膜，不依赖于神经元活性的GluR1。观察到受体迁移。这表明AMPA受体转移至CA3锥体细胞突触的模式具有输入特异性和亚基特异性，并且NMDA受体突触表达的存在或不存在可能决定所暗示的特异性。