運動学習における特異的GABAシナプス脱抑制のメカニズムとその意義

运动学习中特定GABA突触去抑制的机制和意义

• 批准号: 21K11168
• 负责人: 木田 裕之
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K11168/
• 关键词: 運動学習; シナプス可塑性; AMPA受容体; GABA受容体; GABA抑制; layerV; GABA; 脱抑制

運動学習における一次運動野V層のシナプス可塑性を明らかにするために、雄ラットを用い、運動学習課題としてローターロッドテスト(1日10試行・2日間)を行った。訓練後でなく、訓練前にV層のNMDA受容体を阻害すると、学習成績が著しく低下するため、スキル獲得には興奮性シナプスの可塑性が必要である事が明らかになった。スライスパッチクランプ法でV層錐体細胞群を解析すると、訓練30分以内にGABAニューロンによる自発性の脱抑制が発生し、続いてAMPA受容体を介する興奮性シナプス群が強化された。さらに動物の運動成績は、AMPA受容体を介する興奮性シナプス電流の平均値と強い正の相関を示した。次にV層錐体細胞群を可視化したThy1-YFPマウスを使って、live imaging法で同一スパインを三日間追跡した。すると、訓練によってV層錐体細胞群の相当数のスパインが急速に動員され、体積変動タイプが減って、平均スパイン体積が急性的に増加する事が判明した。

为了阐明运动学习过程中主电机皮层V层V的突触可塑性，使用雄性大鼠进行转子杆测试（每天10次试验，2天）作为运动学习任务。在训练之前，抑制V层NMDA受体的抑制作用，而不是在训练之后显着降低学习表现，并且已经发现兴奋性突触可塑性是需要技能促进的。使用切片夹夹方法对层V层细胞进行分析表明，GABA神经元的自发性抑制发生在训练后30分钟内发生，然后通过AMPA受体加强兴奋性突触组。此外，动物运动性能与通过AMPA受体介导的兴奋性突触电流的平均值有很强的正相关。接下来，使用Thy1-YFP小鼠进行实时成像，随后遵循相同的脊柱，该成像可视化V层锥体细胞群。发现训练在V层锥体细胞组中迅速募集了相当数量的棘突，减少了体积变化类型，并急性增加了平均脊柱体积。

项目成果

運動学習におけるV層細胞のシナプス可塑性

运动学习中 V 层细胞的突触可塑性

• 发表时间: 2023
• 作者: 木田 裕之;川上 良介;﨑本 裕也;美津島 大
• 通讯作者: 美津島 大

一次運動野におけるスキル学習の神経基盤

初级运动皮层技能学习的神经基础

• 发表时间: 2022
• 作者: Nashimoto Satoshi;Inoue Tatsuro;Hotta Kazuki;Sugito Yuichi;Iida Susumu;Tsubaki Atsuhiro;木田 裕之
• 通讯作者: 木田 裕之

A critical period for learning and plastic changes at hippocampal CA1 synapses.

• DOI: 10.1038/s41598-022-10453-z
• 发表时间: 2022-05-03
• 期刊: SCIENTIFIC REPORTS
• 影响因子: 4.6
• 作者: Sakimoto, Yuya;Shintani, Ako;Yoshiura, Daiki;Goshima, Makoto;Kida, Hiroyuki;Mitsushima, Dai
• 通讯作者: Mitsushima, Dai