Investigation of a hypnotic mechanism of propofol focusing on consciousness and arousal

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大脳皮質に存在する血管作動性腸管ペプチド（VIP）陽性ニューロンには、コリンアセチルトランスフェラーゼ（ChAT）が発現していることが知られている。過去の研究では、VIP陽性ニューロンが前脳基底部から投射されるアセチルコリンによって活性化され、GABA作動性ニューロンの活動を抑制し、錐体細胞を脱抑制することが示唆されている。しかし、ChAT-VIP陽性ニューロンがアセチルコリンとGABAを共放出する目的や、微小神経回路内でどのように神経調節を行っているかは未だ不明である。これらのメカニズムを解明することは、意識や覚醒状態の維持を理解するために非常に重要であり、脱抑制神経回路において全身麻酔薬がどのように作用しているかを考察するために役立つ可能性がある。そこで、遺伝子改変ラットを用いてChAT陽性ニューロンとGABA作動性ニューロンを視覚的に弁別しながら、全細胞パッチクランプ記録を行った。ChAT-tdTomatoおよびVGAT-Venusの両方を発現しているChAT-VIP陽性ニューロンから全細胞記録をとり膜特性および発火特性を解析した結果、過去に報告されたVIP単一陽性ニューロンに類似した結果が得られた。また、ChAT-VIP陽性ニューロンとGABA作動性ニューロンを同時にパッチクランプを行い、GABA作動性の単一抑制性シナプス後電流が観察された。この応答は、GABA受容体を阻害するピクロトキシンと、ムスカリン性アセチルコリン受容体を阻害するアトロピンによって振幅が減少した。一方、ニコチン作動性の電流は観察されなかった。これらの結果から、ChAT-VIP陽性ニューロンはGABAとアセチルコリンを共放出し、シナプス後細胞のGABA作動性ニューロンに発現しているムスカリン型受容体によって抑制性シナプス伝達が調節されている可能性が示唆された。