脳内リズム現象と細胞内代謝現象を用いた階層的情報処理システム機構の解明

利用脑节律现象和细胞内代谢现象阐明分层信息处理系统机制

基本信息

批准号：
13750743
负责人：
夏目季代久
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750743/
关键词：
海馬スライス脳内リズムてんかん波 β波カルモジュリンキナーゼII シナプス長期増強記憶・学習過程細胞内代謝過程脳内リズム現象細胞内蛋白キナーゼ Ca 2+カルモジュリンキナーゼ海馬 KN-93 bicuculline

项目摘要

本年度は、昨年度に引き続き、細胞内代謝過程のリズム発生に対する効果をてんかん波に関して調べ、また新たに、その過程のθ波に対する効果を調べた。さらに、リズム発生の細胞内代謝過程に対する効果を調べるために、冷却遠心機を購入して調べ始めた。1)モルモット海馬スライスにおけるビキュキュリン誘導てんかん波に対して、細胞内キナーゼCaMKII阻害薬であるKN-93を投与すると、てんかん波が抑制された事を昨年度報告書で報告したが、本年度は,この詳細な機構を解明するために、てんかん波に対する興奮性シナプスの関与を調べた。興奮性シナプス伝達阻害薬であるCNQXを投与すると、てんかん波は、濃度依存的に抑制され、10μMで完全に消失した。2)さらに、通常の海馬スライスにおいて、KN-93によって、刺激誘発の集合興奮性シナプス後電位(pEPSP)は、1)で見られたてんかん波抑制濃度範囲において、減少した。2)の結果より、興奮性シナプスが、てんかん波誘導に関わっている事が明らかになったが、さらに、CaMKIIは、海馬神経シナプス前終末における神経伝達物質の放出制御に関わっているので、1)で見られたKN-93によるてんかん波抑制作用は、シナプス前終末に対する作用であると考えられる。3)細胞内代謝過程のリズム発生に対する効果を観測するために、ラット海馬スライスで観察されるθ波に対するLTPの効果を調べた。海馬スライスに、カルバコールを投与し、スライスにθ波を誘導後、LTPを誘導し、θ波に対する影響を観察した。その結果、LTP誘導30分後、θ波の周波数は減少した。これは、LTPにより、CaMKII等の細胞内キナーゼが活性化した結果、θ波発生周波数を調節しているCa2+活性化K+チャネルが、リン酸化活性化され、θ波に変化が生じたと考えられる。以上の結果より、てんかん波、θ波で見られたように、細胞内の生化学的代謝過程は、確実に、電気的な神経リズム発生と関係していることが明らかになった。今後は、電気的なリズム現象が、細胞内代謝過程に、どの様な影響を及ぼしているか、測定していこうと考えている。

今年，继去年之后，我们研究了细胞内代谢过程对癫痫波节律产生的影响，并新研究了这些过程对 θ 波的影响。此外，为了研究节律产生对细胞内代谢过程的影响，我购买了一台冷冻离心机并开始研究。 1) 在去年的报告中，我们报道了细胞内激酶 CaMKII 抑制剂 KN-93 抑制了豚鼠海马切片中由荷包牡丹素诱导的癫痫样波。为了阐明这一机制，我们研究了兴奋性突触的参与。癫痫波。当给予兴奋性突触传递抑制剂 CNQX 时，癫痫波以浓度依赖性方式受到抑制，并在 10 μM 时完全消失。 2) 此外，在正常海马切片中，KN-93 降低了 1) 中癫痫样波抑制浓度范围内的刺激诱发的集体兴奋性突触后电位 (pEPSP)。 2)的结果表明兴奋性突触参与癫痫样波的诱导；)中观察到的KN-93的癫痫样波抑制作用被认为是对突触前末梢的作用。 3）为了观察细胞内代谢过程对节律产生的影响，我们研究了LTP对大鼠海马切片中观察到的θ波的影响。将卡巴胆碱注射到海马切片中，诱导切片中的θ波，诱导LTP，观察对θ波的影响。结果，LTP诱导后30分钟，θ波的频率降低。这被认为是因为LTP激活细胞内激酶，例如CaMKII，激活Ca2+激活的K+通道的磷酸化，从而调节θ波产生的频率，从而导致θ波的变化。上述结果表明，细胞内的生化代谢过程肯定与电神经节律的产生有关，如癫痫波和θ波。未来，我们计划测量电节律现象如何影响细胞内代谢过程。