パッチクランプ法による延髄腹外側・心血管中枢ニューロンの電気生理学的検討

膜片钳技术对延髓腹外侧和心血管中枢神经元的电生理研究

• 批准号: 10770529
• 负责人: 大島 直紀
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10770529/
• 关键词: 延髄吻側腹外側野; 摘出脳幹脊髄標本; パッチクランプ法; 心血管中枢ニューロン; reguln type neuron; 逆行性活動電位; 脊髄中間外側核; アンジオテンシンII

【目的】本研究では新しい交感神経系の実験系である摘出脳幹-脊髄標本において、延髄吻側腹外側(RVLM)neuronと脊髄中間外側核(IML)neuronの両者にwhole-cell patch-clamp法を適用し、各々のneuron(神経細胞)の電気生理学的特性、形態学的な特徴そして交感神経系を形成するネットワークを検討することを目的とした。更に血圧上昇における交感神経中枢の役割を解明するため、Angllや高濃度CO_2に対するBVLMおよびIMLの反応を検討した。【研究結果】RVLMにはregular(n=20)、irregular(n=106)、silent(n=25)と3種類の発火パターンが見出された。形態ではirregularがregular type neuronより大きく、樹状突起が発達していた。第IX、X脳神経刺激によりRVLMneuronは抑制、興奮、無反応の3タイプを示した。Th_<2-3>のIME電気刺激で逆行性活動電位を示したRVLM neuronは151細胞中33細胞を認め、それらは交感神経に直接関与しているneuronと考えられた。また各々の潜時は45msecとほぼ一定であり、核染色にてBVLM領域内のほぼ同一部位に存在することが示された。また、low-Ca^<2+>-high-Mg^<2+>溶液でシナブス結合を遮断しても、regularの全てとirregular一部に自発性に発火するneuronを認め、regular typeは交感神経中枢の中心的存在として機能している可能性が示唆された。IMLにもRVLMと同様にregular typeを含む3種類の発火パターンのneuronが存在したことより、IMLも交感神経系のリズム形成に関与している可能性が示唆された。また各々のIML neuronはTh_2の電気刺激に対し逆行性活動電位を認め、RVLMの電気刺激に対しても興奮を示した。分離灌流法で延髄のみにAngll(6μM)、10%CO_2を投与し、胸髄(Th_<2-3>)レベルのIML neuronの活動電位を記録したところ、延髄のみへのAngll、10%CO_2投与に対し、IML neuronが活動電位の増加、膜電位の上昇を示した。【結論】従来のスライス法と異なり本研究は、求心線雑→RVLM→IML一遠心性交感神経線維というネットワークを保ったままneuronレベルで交感神経系を検討し得た初めての研究である。この結果、RVLM、IMLに3typeのneuron存在することが判明し、RVLMには自発性を保持したneuronの存在が示された。形態学的検討において、RVLMのregular、irregular typeの両者の間で相違が証明された。また生理的血圧上昇物質であるAngll、CO_2に対してRVLMを含めた延髄で、IMLの興奮性が調節されることが解明された。

[Objective] To investigate the electrophysiological and morphological characteristics of neuron in the rostral ventrolateral (RVLM) and intermediolateral spinal nucleus (IML), and to investigate the development of the sympathetic nervous system. In addition, the increase in blood pressure in the sympathetic nervous system is related to the increase in BVLM and IML. [Results] Three types of RVLM were found: regular(n=20), irregular(n=106), silent(n=25). The shape is irregular and regular type neuron. IX, X neurostimulation: inhibition, excitation, non-reaction Th_<2-3>IME electrical stimulation caused retrograde activity potentials to be displayed in 33 of the 151 RVLM neurons, which are directly related to the sympathetic nerve. The time of each cell is 45msec, and the number of cells in the same region of BVLM is 45 msec. The existence and function of the center of the sympathetic nervous system are demonstrated by the existence and function of neurons in a regular type of solution containing low-Ca &lt;2 +&gt;-high-Mg &lt;2+&gt;. The relationship between IML, RVLM and the same regular type of neuron, including three types of neurons, exists and the relationship between IML and the formation of a sympathetic nervous system is discussed. Each IML neuron responds to electrical stimulation of Th_2 and electrical stimulation of RVLM. The activity potential of IML neuron was recorded in the isolated perfusion method when Angl (6μM), 10%CO_2 and Th_(10<2-3>) were added. The activity potential and membrane potential of IML neuron increased when Angl (6μM), 10%CO_2 and Th_(10) were added. [Conclusion] This study is aimed at exploring the relationship between the central nervous system and RVLM, IML and the sympathetic nervous system. As a result, RVLM, IML 3 types of neurons exist, and the existence of RVLM 3 types of neurons remains unchanged. Morphological studies show that RVLM is regular and irregular. The physiological substances that increase blood pressure include Angl and CO_2, which regulate the excitability of RVLM and IML.

项目成果

N.Oshima: "Intracellular recordings of rat rostral ventrolateral medulla(RVLM)neurons by whole-cell patch-clamp technique" Hypertension Research. 20. 317-317 (1997)

N.Oshima：“通过全细胞膜片钳技术对大鼠头端腹外侧髓质 (RVLM) 神经元进行细胞内记录”高血压研究。