逆行性神経伝達を担う脳内カンナビノイド系の作用機構とその生理的意義

负责逆行神经传递的脑大麻素系统的作用机制及其生理意义

基本信息

批准号：
02J02937
负责人：
前島隆司
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Kanazawa 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 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

脳には、マリファナに含まれる活性物質の標的となるカンナビノイド受容体とそのリガンド(内因性カンナビノイド)が存在する。内因性カンナビノイドは神経細胞から放出され、入力線維のシナプス終末に存在するカンナビノイド受容体を活性化して神経伝達物質の放出を抑制することが知られている。小脳プルキンエ細胞でも、細胞内カルシウム濃度上昇もしくは代謝型グルタミン酸受容体1型(mGluR1)の活性化を引き金に内因性カンナビノイドが放出され、シナプス前抑制を生じる。また、カルシウム上昇とmGluR1活性化の相互作用により抑制効果が高まることも報告されている。これまでに内因性カンナビノイドの合成経路は生化学的実験法を用いて研究され、ホスホリパーゼCの関与が示されていた。しかし、細胞特異的解析の困難やサブタイプ特異的阻害剤の欠如のためより詳しい解析がなされていなかった。プルキンエ細胞ではmGluR1から3量体GタンパクGq/11、ホスホリパーゼCβ4(PLCβ4)に至るシグナル伝達経路の存在が知られている。そこでこのシグナル経路が内因性カンナビノイド合成に関与するか検討するため、電気生理学的手法を用いPLCβ4遺伝子欠損マウスを解析した。生後約2週齢のマウスから摘出した小脳の薄切片標本を用いた。プルキンエ細胞よりホールセル記録を行い、登上線維刺激で生じる興奮性シナプス後電流(CF-EPSC)を計測した。正常マウスでは、プルキンエ細胞を脱分極して細胞内カルシウム上昇を起こすと一過性にCF-EPSCが減弱した。さらにmGluR1のアゴニストDHPGを投与した時には同じ脱分極でより強いCF-EPSCの減弱がみられた。一方、PLCβ4欠損マウスではDHPGの増強効果がほとんど失われていた。以上から、内因性カンナビノイドの合成経路にPLCβ4が介在し、脱分極による逆行性シグナル伝達を調節していると推測された。

大脑具有大麻素受体及其配体（内源性大麻素），它们是大麻中发现的活性物质的目标。已知内源性大麻素从神经细胞中释放，激活存在于输入纤维突触末端的大麻素受体，并抑制神经递质的释放。小脑浦肯野细胞还会因细胞内钙浓度增加或代谢型谷氨酸受体 1 (mGluR1) 激活而释放内源性大麻素，从而导致突触前抑制。另据报道，钙离子升高和 mGluR1 激活之间的相互作用增强了抑制作用。迄今为止，人们已经利用生化实验方法对内源性大麻素合成途径进行了研究，并显示了磷脂酶C的参与。然而，由于细胞特异性分析的困难以及缺乏亚型特异性抑制剂，尚未进行更详细的分析。已知浦肯野细胞具有从 mGluR1 到三聚体 G 蛋白 Gq/11 和磷脂酶 Cβ4 (PLCβ4) 的信号转导途径。因此，为了检查该信号通路是否参与内源性大麻素合成，我们使用电生理技术分析了 PLCβ4 基因缺陷的小鼠。使用从大约两周龄的小鼠身上取出的小脑薄切片标本。对浦肯野细胞进行全细胞记录，以测量攀爬纤维刺激产生的兴奋性突触后电流（CF-EPSC）。在正常小鼠中，去极化浦肯野细胞以增加细胞内钙会暂时减弱 CF-EPSC。此外，当给予 mGluR1 激动剂 DHPG 时，在相同的去极化情况下观察到 CF-EPSC 更强的衰减。另一方面，DHPG 的增强作用在 PLCβ4 缺陷小鼠中几乎完全丧失。由此推测PLCβ4介导内源性大麻素合成途径并通过去极化调节逆行信号转导。