上丘における長期増強(LTP)発現の分子機構とその生理的意義の解明

阐明上丘长时程增强（LTP）表达的分子机制及其生理意义

• 批准号: 04454137
• 负责人: 岡田 安弘
• 金额: $ 4.29万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 1993
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04454137/
• 关键词: 上丘; 長期増強(LTP); NMDA受容体; カルモジュリン-蛋白キナーゼC系; グルタミン酸放出増大; 大脳皮質視覚野-上丘路; GABA-抑制; アデノシン-LTP様作用; 神経伝達; グルタミン酸; 蛋白キナーゼC; アデノシン; GABA

長期増強(LTP)現象は、記憶形成の基礎過程であるシナプスの可塑性の一つとして注目されているが、我々は視覚-運動系の統合調節に重要な役割を果たしている上丘において、顕著なLTPが惹起されることを世界で初めて報告した(Okada,1990)。本研究課題はこのLTP発現の分子機構と生理的意義の解明であったが、2年間にわたる研究成果として、1.上丘LTP発現にはグルタミン酸受容体のNMDA受容体が関与しているが、その誘発初期にはカルモジュリン(CAM)系が、維持過程には蛋白キナーゼC(PKC)系が関与していることが明らかとなった。2.マイクロダイアリシスを用いて上丘のグルタミン酸放出を測定する研究から、上丘LTPの発現時にシナプス前性に放出される興奮性伝達物質グルタミン酸量が増大していることが明らかとなった。3.上丘浅灰白質層単離培養ニューロンのパッチクランプ法による解析から、このニューロンはグルタミン酸感受性であることが明らかとなった。4.アデノシンおよびその誘導体を上丘浅灰白質層に作用させるとLTPと同様の現象が惹起されるが、この時グルタミン酸の放出が増大していること、その維持にPKC系およびPKA系が関与しており、LTPとアデノシンによるLTP作用の類似性が明らかとなった。5.同側の大脳皮質視覚野から上丘への投射が上丘ニューロンを活性化し、それがGABA作動性ニューロンを介して視神経からのLTP形成を抑制していることが明らかとなり、上丘の神経回路網におけるLTPの生理的意義の解明に重要な糸口がつかめた。

Long-term potentiation (LTP) phenomenon, the plasticity of basic processes of memory formation, the importance of integrated regulation of visual-motor system, and the consequences of LTP initiation (Okada,1990). This research is aimed at elucidating the molecular mechanism and physiological significance of LTP discovery. The results of this research in the past two years are as follows: 1. The relationship between acid receptor and NMDA receptor in the development of LTP in the upper colliculus, the relationship between protein C(PKC) system in the early induction stage and the maintenance process. 2. The amount of excitatory substances released from the upper part of the LTP was increased. 3. On the hill, the gray layer isolated culture medium was used to analyze the acid sensitivity of the medium. 4. The similarity of the PKC and PKA systems caused by the interaction between the LTP and the inducers in the shallow gray linear layer of the upper hill is obvious. 5. The projection of the ipsilateral cortical optic field from the superior colliculus activates the superior colliculus, and GABA activation mediates the inhibition of LTP formation in the optic cortex.

项目成果

Miyamoto T.: "NMDA receptor,protein kinase C(PKC) and calmodulin system participate in the long-term potentiation (LTP) in guinea pig superior colliculus slices" Brain Research in press. (1993)

Miyamoto T.：“NMDA 受体、蛋白激酶 C (PKC) 和钙调蛋白系统参与豚鼠上丘切片的长时程增强 (LTP)”《脑研究》出版。

Yasuhiro Okada: "The distribution and function of gamma-aminobutyric acid(GABA)in the superior colliculus" Progress in Brain Research. 90. 249-262 (1992)

Yasuhiro Okada：“上丘中γ-氨基丁酸（GABA）的分布和功能”脑研究进展。

Takaaki Miyamoto: "NMDA receptor.protein kinase C and calmodulin system participate the long-term potentiation in guinea pig superior colliculus slices" Brain Research. 605. 287-292 (1993)

Takaaki Miyamoto：“NMDA 受体、蛋白激酶 C 和钙调蛋白系统参与豚鼠上丘切片的长期增强”脑研究。

Hirokazu Hirai: "Inhibitory effect of GABA(γ-aminobutyric acid)on the induction of long-term potentiation in guinea pig superior colliculus slices" Neuroscience Letters. 149. 198-200 (1993)

Hirokazu Hirai：“GABA（γ-氨基丁酸）对豚鼠上丘切片诱导长期增强的抑制作用”《神经科学快报》149. 198-200 (1993)。

Okada Y.: "Excitatory effect of adenosine on neurotransmission is due to increase of transmitter release in the hippocampal slices" Neuroscience Lett.142. 233-236 (1992)

Okada Y.：“腺苷对神经传递的兴奋作用是由于海马切片中递质释放的增加”Neuroscience Lett.142。