アストロサイトから分泌されるタンパク質S100Bによる神経細胞活動調節機構の解析

星形胶质细胞分泌蛋白S100B调节神经元活动机制分析

• 批准号: 21700368
• 负责人: 酒谷 誠一
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21700368/
• 关键词: 脳・神経; 海馬; グリア細胞; S100; 蛋白質; パッチクランプ法; 膜電立; シナプス伝達

これまでの我々の研究により、アストロサイト特異的に発現しているカルシウム結合タンパク質S100Bは、神経細胞の興奮に伴って分泌されることが明らかになった(Sakatani et al, J. Neurosci, 2008)。また、分泌されたS100Bは、その受容体である後期糖化最終産物受容体(RAGE)を介して、海馬のCA1野放線層におけるカイニン酸誘導のガンマ帯局所電場電位(ガンマ振動)の振幅を増大させ、神経の集団活動を調節していることが明らかになった。この事から、神経活動が高まると、S100Bがアストロサイトから分泌され、神経修飾物質として作用することが示唆される。しかし、S100Bが個々の神経細胞活動に与える効果は、いまだ未知のままであった。そこで、本研究では、S100Bによる神経細胞活動調節機構を明らかにするために、S100Bが神経細胞の膜電位および興奮性シナプス伝達に与える影響を明らかにすることを目的とする。本年度は、S100Bが錐体細胞の膜電位および興奮性シナプス伝達に与える影響を明らかにするために、海馬急性スライス標本において、下記の電気生理実験を行った。まずS100B投与前後で、CA1錐体細胞の静止膜電位と電流注入時の発火パターンを比較した。また、S100Bが興奮性シナプス伝達に与える影響を明らかにするために、S100B投与前後で、CA1法線層におけるfield EPSP(fEPSP)の立下りの傾きとPaired Pulse Ratioを比較した。また、S100Bがポストシナプスのグルタミン酸受容体の感受性に与える影響を明らかにするために、海馬CA1錐体細胞にホールセルパッチし、S100B投与前後で、微小興奮性シナプス電流(mEPSC)の振幅を比較した。これらの解析により、分泌タンパク質によるグリア細胞・ニューロン間における情報伝達という新たな研究展開を創出した点において意義深い。

我们迄今为止的研究表明，在星形胶质细胞中特异性表达的钙结合蛋白S100B是与神经元兴奋结合分泌的（Sakatani等人，J. Neurosci，2008）。此外，分泌的S100B通过其受体，即晚期糖基化终末产物(RAGE)受体，增加了海马CA1辐射层中红藻氨酸诱导的伽马带局部场电位(伽马振荡)的幅度。这种机制调节神经元的集体活动。这表明当神经活动增加时，星形胶质细胞会分泌 S100B 并充当神经调节剂。然而，S100B 对个体神经元活动的影响仍不清楚。因此，本研究旨在阐明S100B对神经元膜电位和兴奋性突触传递的影响，以阐明S100B调节神经元活动的机制。今年，为了阐明S100B对锥体神经元膜电位和兴奋性突触传递的影响，我们在急性海马切片制剂中进行了以下电生理实验。首先，我们比较了 S100B 给药前后 CA1 锥体神经元的静息膜电位和电流注射期间的放电模式。此外，为了阐明S100B对兴奋性突触传递的影响，我们比较了S100B给药前后场EPSP（fEPSP）下降的斜率和CA1正常层的配对脉冲比。此外，为了阐明 S100B 对突触后谷氨酸受体敏感性的影响，我们对海马 CA1 锥体神经元进行了全细胞修补，并比较了 S100B 给药前后的微小兴奋性突触电流 (mEPSC) 的幅度。这些分析具有重要意义，因为它们开创了神经胶质细胞和神经元之间通过分泌蛋白进行信息传递的新研究进展。

项目成果

神経興奮を感知したアストロサイトから分泌される神経制御因子S100B

星形胶质细胞分泌的神经控制因子S100B，感知神经兴奋

• 发表时间: 2009
• 期刊: Clinical Neuroscience 27巻11号
• 作者: Nakagomi T;Matsuyama T et al;酒谷誠一
• 通讯作者: 酒谷誠一