グレリン様作用薬による神経機能促進と小脳失調改善への寄与

生长素释放肽样激动剂对促进神经功能和改善小脑共济失调的贡献

基本信息

批准号：
22K06473
负责人：
廣野守俊
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Wakayama Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

小脳は協調運動や運動学習に重要な役割を担うものの、小脳運動学習と食事リズムとの関係はほとんど分かっていない。グレリンは空腹時に分泌される唯一の摂食促進ホルモンであり、成長ホルモン分泌促進因子受容体１a型（GHS-R1a）を活性化する。先行研究では、小脳皮質のプルキンエ細胞（PC）はGHS-R1aを豊富に発現し、その受容体の活性化は発火頻度を上昇することが報告されている。しかし、グレリンがPCのシナプス入力に対して、どのような影響を与えるかは不明であった。本研究ではまず、PCへの平行線維興奮性シナプス入力と抑制性シナプス入力に対するグレリンの作用を明らかにすることを試みた。３～４週齢C57BL/6マウスの急性小脳切片を作製し、PCの自発発火やシナプス電流をパッチクランプ法で記録しながらグレリンを灌流投与した。その結果、PCの発火頻度はグレリンにより増加した。シナプス伝達を阻害するとこの発火頻度の増加率が上昇したことから、グレリンがPCのシナプス入力に影響する可能性が示唆された。そこでPCから平行線維刺激による興奮性シナプス後電流を記録しながらグレリンを投与したところ、電流振幅は変化しなかった。一方、自発性の抑制性シナプス後電流（IPSC）の頻度上昇が観察された。しかし、誘発性IPSCや微小IPSCに対するグレリンの作用は見られなかったことから、プレシナプス側の分子層の抑制性介在ニューロン（MLI）の発火頻度が上昇する可能性が示唆された。そこで、セルアタッチド法でMLIの自発発火を記録しながらグレリンを投与すると、発火頻度上昇が観察された。したがってグレリンは、PCの発火を直接的に促進するだけでなく、抑制性入力を増強することで、より精緻に制御することが分かった。グレリンは、小脳のかかわる協調運動や運動学習の調節に寄与するものと推測される。

尽管小脑在协调运动和运动学习中起着重要作用，但小脑运动学习与饮食节奏之间的关系在很大程度上是未知的。生长素素是唯一一种在禁食上分泌的喂养激素，并激活生长激素秘密受体1A型（GHS-R1A）。先前的研究报道说，小脑皮层中的Purkinje细胞（PC）在GHS-R1A中很丰富，其受体的激活增加了点火的频率。但是，目前尚不清楚ghrelin对PC突触输入有什么影响。在这项研究中，我们首先试图阐明生长素素对PC的平行纤维活性和抑制性突触输入的影响。制备了3-4周大的C57BL/6只小鼠的急性小脑切片，并使用斑块夹方法记录PC的自发性射击和PC的突触电流，并用发酵剂灌注。结果，PC发射的频率由于生长素素而增加。突触传播的抑制增加了发射频率的增加速率，这表明生长素素可能会影响PC中的突触输入。因此，当在记录由平行纤维刺激引起的兴奋性突触后电流的同时从PC施用生长素素时，电流振幅不会改变。另一方面，观察到自发性抑制后突触电流（IPSC）的增加。然而，没有观察到生长素素对诱导或microIPSCS的影响，这表明突触前一侧的分子层中抑制性中间神经元（MLI）的频率可能会增加。因此，当使用连接的细胞方法记录MLI时，在记录MLI时给药时，观察到发射频率的增加。因此，发现生长素不仅可以直接促进PC发射，还可以增强抑制性输入，从而获得更精确的控制。据估计，胡格勒蛋白有助于对小脑涉及的协调运动和运动学习的调节。