脳シナプスにおけるカルシウムチャネルサブタイプの分布と機能の加齢変化

大脑突触钙通道亚型分布和功能与年龄相关的变化

• 批准号: 08838030
• 负责人: 田中 康一
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan Institute of Gerontology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 1997
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08838030/
• 关键词: カルシウムチャネル; 老化; シナプス; アセチルコリン; シナプトソーム; 電位依存性カルシウムチャネル; カルシウムイオン; 加齢

大脳皮質シナプスにおけるアセチルコリン合成活性やそのレベルには加齢変化はないものの、脱分極刺激によるアセチルコリン放出が老齢シナプスにおいて低下することが種の違いを超えて認められた。この老齢シナプスにおけるアセチルコリン放出低下は、放出のトリガーとなるカルシウムイオン流入低下によることがカルシウムイオン蛍光指示薬を用いた実験で明らかとなったため,シナプスにおける電位依存性カルシウムチャネル(VDCC)の加齢変化を調べることを目的とした。大脳皮質シナプス膜のVDCCサブタイプの分布を各サブタイプに特異的なブロッカーを用いて調べたところ、L型チャネルが27%,N型チャネルが32%,P型チャネルが27%,Q型チャネルが23%であった。個体の老化によってP型チャネルの分布は全VDCCの16%となり,成熟期のラットに比べて著しく減少していた。さらに,シナプス膜への放射標識ブロッカーの結合実験によって,VDCC密度の加齢変化を検討した。その結果,25ヶ月齢では、L型,N型,Q型チャネルのBmax値,すなわち最大結合サイト数が6ヶ月齢に比べそれぞれ50%,35%,52%と顕著に減少していた。このVDCC密度の減少が、カルシウムイオン流入低下の直接の要因となっていることが推察された。また,L型チャネルブロッカー結合に対するKd値が老齢シナプスで成熟動物シナプスに比べて大きな値を示すことが認められた。この結果は、L型チャネルのブロッカーを結合するサブユニット(おそらく、α1サブユニット)の加齢による構造変化を反映している可能性を示唆していると思われる。以上,本研究の結果から、大脳皮質コリン作動性シナプスにおけるアセチルコリン放出低下とそれに伴うシナプス可塑性の加齢低下の根底には、電位依存性カルシウムチャネルの分布や密度の異常が関与していることが強く示唆された。

尽管乙酰胆碱合成活性或脑皮质突触的水平没有与年龄相关的变化，但已经观察到，由于物种差异，由于老年突触中乙酰胆碱释放而释放乙酰胆碱释放。目的是研究突触下与年龄相关的电压依赖性钙通道（VDCC）的变化，这是在实验中使用钙离子荧光指标在实验中揭示的，即乙酰胆碱释放在老年突触下释放的降低是由钙离子膨胀者降低引起的，从而触发了它。当使用特定于每个亚型的阻滞剂进行脑皮质突触膜中VDCC亚型的分布，L型通道为27％，N型通道为32％，P-Type通道为27％，Q-type通道为23％。 p型通道的分布是由于个体老龄化而导致的VDCC总VDCC的16％，与成熟的大鼠相比显着下降。此外，通过放射性标记阻滞剂与突触膜的结合实验研究了与年龄相关的VDCC密度的变化。结果，在25个月大时，BMAX值，即L型，N型和Q-Type通道的最大结合位点数量，分别显着降低至50％，35％和52％，与6个月大相比。据估计，VDCC密度的下降是钙离子流入量下降的直接因素。还观察到，在旧突触时L型通道阻滞剂结合的KD值大于成熟的动物突触。该结果似乎表明它可能反映了结合L型通道阻滞剂（大概是α1亚基）的亚基中与年龄相关的结构变化。这项研究的结果强烈表明，电压依赖性钙通道分布和密度异常参与了潜在的乙酰胆碱的潜在乙酰胆碱释放，并且皮质胆碱能突触中突触可塑性的下降。

项目成果

田中康一: "シナプスにおけるカルシウムチャネルと老化" 基礎老化研究. 20・2. 21 (1997)

田中浩一：“突触中的钙通道与衰老”基础衰老研究20・2.21（1997）。

田中康一: "脳シナプスにおけるアセチルコリン放出とカルシウムイオン流入の加齢に伴う異常" 神経化学. 35・3. 328-329 (1996)

田中浩一：“大脑突触中乙酰胆碱释放和钙离子流入的年龄相关异常”《神经化学》35・3（1996）。

Tanaka,Y.: "Age-recated impairnent of acetylcholax release and calciumca inflax on mouse corhial presynapses." Neurochem.Res.22・. 862-863 (1997)

Tanaka, Y.：“小鼠皮质突触前乙酰胆碱释放和钙内溢的年龄相关损伤。” Neurochem.Res.22·（1997）。

田中康一: "大脳皮質シナプスの電位依存性カルシウムチャネルとその加齢変化" 神経化学. 36・3. 171 (1997)

田中浩一：“大脑皮质突触中的电压门控钙通道及其与年龄相关的变化”神经化学36・3.171（1997）。

Tanaka Y.: "Gangliosides enhance KCl-induced Ca^<2+> inflax and acefylcholire release in brain synaptosames." NeuroRoport. 8・9-10. 2203-2207 (1997)

Tanaka Y.：“神经节苷脂增强脑突触中 KCl 诱导的 Ca^<2+> 内炎和乙酰胆碱释放。”NeuroRoport 8·9-10 (1997)。