Contribution of the spontaneous calcium rhythm to the state of the striatal network

自发钙节律对纹状体网络状态的贡献

• 批准号: 23590255
• 负责人: OSANAI Makoto
• 金额: $ 3.33万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23590255/
• 关键词: カルシウム振動; 大脳基底核; カルシウムイメージング; 代謝型グルタミン酸受容体; IP3 受容体; ニューロン・グリア相互作用; パーキンソン病; 細胞間相関; カルシウムオシレーション; 小胞体; カルシウム依存性カリウムチャネル; カルシウムリズム; 基底核; イメージング; シミュレーション

Ca2+ is a universal signal transduction molecule. To characterize Ca2+ signaling in striatal cells, spontaneous Ca2+ rhythms were examined in slice preparations. In both neurons and astrocytes of the striatum, spontaneous slow and long-lasting intracellular Ca2+ rhythms, which lasted up to 200 s, were found. Depletion of the intracellular Ca2+ store and the blockade of IP3 receptors reduced the transient rate of the Ca2+ rhythm, and an mGluR5 antagonist blocked the Ca2+ rhythms in both neurons and astrocytes. Thus, the mGluR5-IP3 signal cascade is the primary contributor to the Ca2+ rhythm in both neurons and astrocytes. The Ca2+ rhythm features multicellular synchrony, and both neurons and astrocytes participate in the synchronous activity. Therefore, the Ca2+ rhythm may involve in the neuron-glia interaction in the striatum. In the simulation study, we found that the Ca2+ rhythm can modulate the firing properties of the medium spiny projection neurons via Ca2+-activated K+ channels.

Ca2+是一种通用的信号转导分子。为了表征纹状体细胞中的 Ca2+ 信号传导，在切片制剂中检查了自发的 Ca2+ 节律。在纹状体的神经元和星形胶质细胞中，发现了自发的缓慢且持久的细胞内 Ca2+ 节律，可持续长达 200 秒。细胞内 Ca2+ 储存的耗尽和 IP3 受体的阻断降低了 Ca2+ 节律的瞬时速率，并且 mGluR5 拮抗剂阻断了神经元和星形胶质细胞中的 Ca2+ 节律。因此，mGluR5-IP3 信号级联是神经元和星形胶质细胞中 Ca2+ 节律的主要贡献者。 Ca2+节律具有多细胞同步性，神经元和星形胶质细胞都参与同步活动。因此，Ca2+节律可能参与纹状体神经元-胶质细胞的相互作用。在模拟研究中，我们发现Ca2+节律可以通过Ca2+激活的K+通道调节中型多刺投射神经元的放电特性。

项目成果

Quantitative analysis of the relation between the neuronal activity and the accumulation of Mn2+ in the cells for AIME-MRI

AIME-MRI 定量分析神经元活动与细胞内 Mn2+ 积累的关系

• 发表时间: 2012
• 作者: Kikuta S;Ohta T;Mori I;Yanagawa Y;Osanai M
• 通讯作者: Osanai M

大脳基底核線条体における自発カルシウム濃度変化によるカルシウムストア依存性チャネルの開口

由于基底节纹状体中钙浓度的自发变化而打开钙储存依赖性通道

• 发表时间: 2012
• 作者: 菊田 里美;田村 篤史;菊地 琴美;柳川 右千夫;森 一生;小山内 実
• 通讯作者: 小山内 実

線条体で発生する活動電位非依存的な遅いカルシウム振動は多細胞間で同期する

纹状体中发生的与动作电位无关的缓慢钙振荡在多个细胞之间同步。

• 发表时间: 2013
• 作者: 田村 篤史;山田 尚宏;矢口 雄一;小山内 実
• 通讯作者: 小山内 実

Both neurons and astrocytes in striatum exhibited the long-lasting Ca 2+ rhythms triggered by mGluR5-IP3 pathway

纹状体中的神经元和星形胶质细胞均表现出由 mGluR5-IP3 通路触发的持久 Ca 2 节律

• 发表时间: 2012
• 作者: Tamura A;Yamada N;Yaguchi Y;Machida Y;Mori I;Osanai M
• 通讯作者: Osanai M

カルシウムイメージングによる神経活動の可視化

通过钙成像可视化神经活动

• 发表时间: 2011
• 作者: Hayashi T;Sasaki M;Watanabe A;Furukawa Y;Nakagawa T;Nomura A;Uehashi W;Kato R;Ijiri Y;Yamaguchi T;Izumi Y;Yoshiyama M;Asahi M;小山内実
• 通讯作者: 小山内実