中枢シナプスにおけるグルタミン酸とGABA共放出の可塑性とその役割

点击翻译按钮获取中文摘要

これまで乳頭体上核―顆粒細胞シナプスにおけるシナプス可塑性のメカニズムを調べてきた。昨年度までの成果として、顆粒細胞を脱分極させるとNMDA受容体非依存的に興奮性シナプスにおいて長期増強が引き起こされることを明らかにした。この乳頭体上核―顆粒細胞シナプスはユニークなシナプス伝達様式を示し、グルタミン酸と共にGABAも同じ神経終末から放出される。しかし、興奮性シナプス伝達と同様に脱分極パルスを与えてもGABAによるシナプス伝達では長期増強が起こらないことがわかった。以上のことから乳頭体上核―顆粒細胞シナプスにおいて長期増強が誘導されることによって興奮と抑制のバランスが変化し、興奮性にシフトすることがわかった。さらに、この変化によって乳頭体上核からの入力で顆粒細胞がより発火しやすくなることが明らかになった。一方でNMDA受容体依存性の神経活動依存的な長期増強が誘導されるかどうかは不明であった。今年度は乳頭体上核と顆粒細胞の同期した神経活動によって長期増強が誘導されるかどうか検討した。乳頭体上核入力と顆粒細胞の活動をペアで刺激し、スパイクタイミング依存性可塑性の誘導を試みた。その結果、興奮性シナプスにおいて長期増強が誘導されることを見出した。この長期増強はNMDA受容体依存的であることがわかった。さらに同じ刺激を与えても抑制性のGABAによるシナプス伝達では変化しないことがわかった。すなわちグルタミン酸・GABA共放出シナプスにおいて興奮と抑制のバランスが興奮側にシフトすることが示唆された。