培養下で構築した単純な神経回路モデルにおけるシナプス伝達調節

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培養下で形成された小脳顆粒細胞・プルキン工細胞間のシナプスは生体や切片標本で知られているのと同様の可塑的変化を示す。これまでの研究により、顆粒細胞の頻回刺激は顆粒細包・プルキン工間シナプス伝達を増強し、顆粒細包と下オリーブ核ニューロンの組み合わせ刺激は上記のシナプス伝達を抑圧することが示され、さらにシナプス伝達増強はシナプス前顆粒細胞よりの伝達物質放出の増加に起因し、シナプス伝達抑圧はシナプス後プルキン工細胞の伝達物質に対する感受性の低下によることを示唆する結果も得た。今年度はこのシナプス伝達設節発現機構の詳細をさらに解析していく際に必要と考えられる。長時間の安定な記録を容易に伝えるような実験を試みた。それはプルキン工細胞からの細胞内記録にナイスタチン法という記録による細胞への悪影響を少なくする手法を用い、さらに長時間一定の状態で刺激し続けることの難しい小型の顆粒細胞刺激の代わりに、神経伝達物質であるグルタミン酸をプルキン工細胞に投与しその感受性を測定する手法である。この方法でグルタミン酸に対するプルキン工細胞の応答性がグルタミン酸投与と脱分極の組み合わせにより長時間抑圧されることを確認できた。また、このような実験を行う際にはシナプスの位置とグルタミン酸感受性部位との関係や各々の分布況を把握しておくことが重要と思われる。そこで、シナプスを形成している顆粒細胞とプルキン工細胞に各々ルシファーイエロー・テキサスレッドという異なる色の蛍光色素を注入しシナプス部位を調べたところ、顆粒細胞・プルキン工細胞間シナプスは常にプルキン工細胞樹状突起上に分布していることが明らかとなった。