シナプス前部からの直接パッチクランプ記録によるカンナビノイドの作用点の解析

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昨年度は、近年同定された第三のカンナビノイド受容体（GPR55）が小脳プルキンエ細胞出力シナプスにおいてシナプス伝達を抑制することを明らかにした。また、シナプス伝達抑制の際に、シナプス前終末へのCa2+流入に有意な差は認められず、Ca2+流入以降の伝達物質放出の過程にこの受容体が影響することが示唆された。一方で、これまでよく調べられているカンナビノイド受容体（CB1、CB2）のアゴニストはプルキンエ細胞からの出力を変化させなかった。今年度は、GPR55の内因性アゴニストやアンタゴニストを用いた実験を行い、プルキンエ細胞出力が実際にGPR55によって抑制されることを確かめた。また、小脳切片でも同様にGPR55がシナプス伝達を減弱させることを発見した。GPR55がシナプス伝達を減弱させるメカニズムとして、シナプス前終末の即時放出可能なシナプス小胞の総数をGPR55が減少させることを明らかにした。また、GPR55によるシナプス伝達減弱の程度はパッチピペット内液のEGTAの濃度には影響されなかった。これらの結果は、これまで予想されていたCB1、CB2がシナプス伝達を抑制する仕組みとは異なる、シナプス伝達調節の新しい仕組みの存在を示唆している。一方で、CB2について免疫染色を行ったところ、CB2のシグナルが小脳プルキンエ細胞の細胞体や樹状突起には認められるが軸索にはほとんど認められなかった。そこで、CB2が確実に軸索に存在するようアデノ随伴ウイルスによってCB2を過剰発現させた。CB2過剰発現プルキンエ細胞ではCB2アゴニストがシナプス伝達を抑制した。このとき、シナプス前部へのCa2+流入が減弱しており、即時放出可能なシナプス小胞の総数には差が認められなかった。これらの結果により、Ca2+イメージングにより予測されていたシナプス伝達抑制のメカニズムを直接証明することができた。