海馬苔状線維シナプス前終末からの直接記録による短期シナプス可塑性の生理学

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脳の中枢シナプスでは、神経活動依存的に短期・長期のシナプス可塑性を示すことが知られており、素子レベルの記憶を担っていると考えられている。シナプス後細胞に依存した可塑性メカニズムに関しては、海馬のCA1領域などで研究が進められてきた。一方、シナプス前終末に依存した可塑性の分子細胞メカニズムは未解明な点が多い。これはシナプス前終末からの直接記録による解析が困難であることによる。本研究の目的は、シナプス前性の顕著な短期可塑性を示すことが知られているげっ歯類の海馬苔状線維-CA3シナプスにおける短期シナプス可塑性のメカニズムを定量的に解明することである。可塑性のメカニズムを解明するため、伝達物質放出の制御に関わるタンパク質の1つであるRIM-BP2に着目して実験を行なった。昨年度は、RIM-BP2欠失マウスの海馬苔状線維シナプス前終末からパッチクランプ記録をおこない、RIM-BP2欠失マウスでは野生型に比べてカルシウム電流の振幅が減少することを明らかにした。また、共同研究でSTED顕微鏡を用いて、伝達物質放出に関わるタンパク質の分布や位置関係の解析を行なった。電気生理学的手法と超解像顕微鏡を用いた実験により、RIM-BP2欠失マウスでは、シナプス前終末内のCa2+チャネル密度が減少することが分かった。本年度は、昨年度に引き続きRIM-BP2欠失マウスを用いて実験をおこない、昨年度までに得たデータを補強すると同時に得られた結果を論文にまとめて投稿した。現在は、査読者からのコメントを元に追加実験を行なっている。