前シナプス性AMPA型グルタミン酸受容体の存在とその活性化機構

突触前AMPA型谷氨酸受体的存在及其激活机制

基本信息

批准号：
15700295
负责人：
佐竹伸一郎
金额：
$ 1.92万
依托单位：
National Institute for Physiological Sciences (2004)Okazaki National Research Institutes (2003)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

下オリーブ核から小脳への登上線維を反復刺激すると,籠細胞-プルキンエ細胞間のGABA作動性シナプス伝達が短時間抑制されること(即ち,脱抑制)を発見し,この異種シナプス間相互作用はAMPA型グルタミン酸受容体で仲介されるシナプス前抑制の様式で起こることを明らかにしてきた。低親和性-グルタミン酸受容体競合阻害薬やグルタミン酸輸送担体阻害薬を用いた薬理学実験から,反復刺激に伴い登上線維から大量に放出された興奮性伝達物質は,シナプス間隙から拡散し,近傍のAMPA受容体を活性化してシナプス前抑制を引き起こすと推定した。登上線維伝達物質の作用プロセスとして,(1)登上線維-プルキンエ細胞シナプスを密に覆うグリア細胞(Bergmann glia)のAMPA受容体を活性化して,二次的に籠細胞にシナプス前抑制を引き起こした可能性,(2)籠細胞終末のAMPA受容体に作用して,直接,シナプス前抑制を誘発した可能性の2つを想定した。両仮説を検討するため,グリア細胞と籠細胞からそれぞれパッチクランプ記録を行い,各細胞に発現するAMPA受容体の性質を比較した。グリア細胞のAMPA受容体チャネルは,内向き整流性と高いカルシウム透過性を示すと共に,philanthotoxin-433(PhTX:カルシウム透過型AMPA受容体特異的阻害毒)で強く阻害された。一方,籠細胞のAMPAチャネルはカルシウム透過性を示さず,PhTXで阻害されなかった。PhTXがグリア細胞のAMPA受容体を特異的に阻害する性質を利用して,登上線維伝達物質の作用過程を検討した。登上線維刺激に伴う脱抑制は,PhTXで全く影響されなかった。また,PhTXは,AMPAを小脳スライスに灌流投与して誘発したGABAシナプス伝達抑制に対しても無効であった。登上線維の伝達物質は,籠細胞終末のカルシウム非透過型AMPA受容体を活性化して,GABA放出を阻害していると結論した。

我们发现，重复刺激从下橄榄核到小脑的攀爬纤维会导致笼细胞和浦肯野细胞之间 GABA 能突触传递的短期抑制（即去抑制），并证明这种异质突触相互作用这是以 AMPA 型谷氨酸受体介导的突触前抑制方式发生的。使用低亲和力谷氨酸受体竞争性抑制剂和谷氨酸转运载体抑制剂的药理实验表明，在重复刺激下从攀爬纤维释放大量兴奋性递质从突触间隙扩散并转运到附近区域，推测这激活了AMPA受体。并引起突触前抑制。爬行纤维递质的作用过程是（1）激活密集覆盖爬行纤维浦肯野细胞突触的神经胶质细胞（伯格曼胶质细胞）中的AMPA受体，进而对笼状细胞施加突触前抑制：（2）可能性。它通过作用于笼细胞末端的 AMPA 受体直接诱导突触前抑制。为了检验这两种假设，对神经胶质细胞和笼细胞进行膜片钳记录，并比较每个细胞中表达的 AMPA 受体的特性。胶质细胞中的 AMPA 受体通道表现出内向整流和高钙渗透性，并受到 philanthotoxin-433（PhTX：一种钙渗透性 AMPA 受体特异性抑制毒素）的强烈抑制。另一方面，笼细胞中的 AMPA 通道不表现出钙渗透性，并且不受 PhTX 抑制。利用PhTX特异性抑制胶质细胞AMPA受体的特性，我们研究了攀爬纤维递质的作用过程。 PhTX 根本不影响与攀爬纤维刺激相关的去抑制。 PhTX 对小脑切片灌注 AMPA 诱导的 GABA 突触传递抑制也无效。我们得出结论，攀爬纤维的递质激活笼细胞末端不透钙的 AMPA 受体并抑制 GABA 释放。