培養神経細胞間のシナプス形成に関与する因子の解析

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神経細胞は他の細胞とシナプスを形成することにより情報を伝達する。そして、脳としての高次機能もシナプスの形成に依存している。このシナプスの形成・維持は恒常的なものではなく、記憶・学習や神経疾患時に大きく変動することが示唆され、シナプスの可塑性と呼ばれている。本研究は、記憶・学習に重要な役割を果たしている海馬の培養神経細胞を用いて、数個から十個程度の細胞で簡単なネットワークを構築させ、その時のシナプス形成に必要な因子を特に細胞内カルシウム濃度の調節に重要なカルシウムチャネルを中心に解析することを目的とする。(1)細胞内カルシウム濃度の多点同時解析:ラット胎児(16〜18日齢)脳の海馬をカバーグラス上に7〜10日間培養した。培養細胞にFura-2を負荷し、細胞内カルシウム濃度の時間的および空間的変動を記録した。複数の神経細胞内で同期した細胞内カルシウム濃度の変動が記録でき、シナプスが形成されていることが確認できた。神経成長因子、塩基性線維芽細胞成長因子などの各種栄養因子を培養液に添加してみたが、短時間内での作用は認められなかった。長期作用としては、神経栄養因子の生存に対する効果との分離が今後の課題である。(2)単離細胞のカルシウム電流:生後2週齢のラット視床下部から神経細胞を単離し、カルシウムチャネル電流の解析を行った。塩基性線維芽細胞成長因子がLタイプのカルシウム電流を短期作用として増大させること、セロトニンが1A受容体を介してN型カルシウム電流を抑制することを明らかにした。