大脳皮質の非錐体細胞サブタイプ間における化学的・電気的結合の機能的意義

大脑皮层非锥体细胞亚型之间化学和电连接的功能意义

基本信息

批准号：
06F06176
负责人：
川口泰雄
金额：
$ 0.77万
依托单位：
National Institute for Physiological Sciences
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

アセチルコリンは覚醒・認知機能に深く関与する重要な伝達物質であるにも関わらず、多様なサブタイプからなる大脳皮質ニューロンへの作用については、研究グループ間によって大きく異なる考え方が出されてきた。今回、皮質ニューロンタイプへのアセチルコリンの一過性応答を、ラット大脳皮質の脳切片標本で細胞直視下の局所投与法で再検討した。どの皮質領域にいても、ムスカリン受容体を介した過分極は錐体細胞では5層のものに限られ2・3層では見られず、GABA作働性細胞ではCCK陽性の大型バスケット細胞でみられた。しかし、過分極に関わるムスカリン受容体は5層錐体細胞ではm1型であったのに対して、CCKバスケット細胞ではm2型であり、その誘発機構は異なっていた。5層錐体細胞の過分極には、細胞内カルシウムの上昇が必要であった。ニコチン受容体を介した脱分極は、GABA作動性のVIP細胞やニューログリア様細胞でみられた。GABA作働性の介在ニューロンであるFS細胞、ソマトスタチン細胞では、他のグループによる報告とは異なり、一過性応答は殆ど観察できなかった。これらと私たちの以前の持続的投与結果と合わせると、アセチルコリンは皮質下構造に投射する5層錐体細胞を一過性に直接抑制する一方、抑制性ニューロンではニコチン受容体による脱分極・ムスカリン受容体による過分極・ムスカリン受容体による緩徐な持続的脱分極がサブタイプごとに異なる組み合わせで発現し、これらを介して抑制性回路活動を調節していることが明らかになった。

尽管乙酰胆碱是一种重要的递质，与觉醒和认知功能密切相关，但研究小组对其对由各种亚型组成的大脑皮层神经元的影响的看法存在很大差异。在这里，我们在大鼠大脑皮层的脑切片制剂中，在直接细胞观察下，使用局部给药方法重新检查了乙酰胆碱对皮质神经元类型的瞬时反应。在任何皮质区域中，由毒蕈碱受体介导的超极化仅限于锥体神经元的第5层，而在第2层和第3层中不存在，并且在GABA能细胞中，在CCK阳性的大篮子细胞中观察到了超极化。但参与超极化的毒蕈碱受体在5层锥体细胞中为m1型，而在CCK篮细胞中为m2型，且诱导机制不同。第 5 层锥体细胞的超极化需要细胞内钙的增加。在 GABA 能 VIP 细胞和神经胶质样细胞中观察到烟碱受体介导的去极化。与其他小组的报告相反，在 GABA 能中间神经元、FS 细胞和生长抑素细胞中几乎没有观察到瞬时反应。结合我们之前的持续给药结果，乙酰胆碱短暂地直接抑制投射到皮质下结构的第5层锥体神经元，而在抑制性神经元中，它诱导烟碱受体介导的去极化和毒蕈碱受体诱导的超极化并缓慢持续去极化。根据亚型的不同，毒蕈碱受体诱导的毒蕈碱受体以不同的组合出现，并且抑制电路活性通过这些组合进行调节。