黒質神経細胞の培養とパッチレコーディング及び細胞内カルシウムイオン動態の解析

黑质神经元培养、斑片记录和细胞内钙离子动力学分析

基本信息

  • 批准号:
    04258207
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.34万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
  • 财政年份:
    1992
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1992 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

近年の神経生物学の研究から細胞の死に細胞内カルシウムイオン濃度の変動が関与していることが推測されているが、その機序の解明は始まったばかりである。本研究はパーキンソン病において細胞死の起こる神経核である黒質の神経細胞をラット脳から単離し(あるいは培養の後)、これら単一神経細胞にたいしてホールセルパッチレコーディングを行い、細胞膜カルシウムチャネル電流の分析とカルシウムイオン濃度指示薬fura-2による細胞内カルシウムシオン濃度の光学的測定を行い、細胞内カルシウムイオン濃度の恒常性維持機構を研究した。実験には基底核神経細胞も比較のため用いた。これらの神経細胞では、膜脱分極に伴い膜電位依存性のカルシウムイオンチャネルが開き、細胞外液のカルシウムイオンが細胞内へ流入する。その量を膜電位量として記録測定する事ができ、一回の活動電位あたり約2pC量のカルシウムシオンの細胞内へ流入が起こることが推定された。このカルシウムイオンの流入にともない細胞内カルシウムイオン濃度の上昇が観察された。細胞内カルシウムイオン濃度の上昇は、流入カルシウムイオン量にほぼ比例しているが、流入カルシウムイオン量が大きくなると細胞内カルシウムイオン濃度の上昇が飽和する傾向が観察された。この脱分極刺激停止の後、細胞内カルシウムの濃度は約3から10秒の後に元のレベルに回復した。この回復過程はカルシウムイオンポンプによる汲み取りにより依存していること、またこのポンプの活性化によって細胞内カルシウムイオン濃度が細胞外に較べて極めて低い濃度に保たれていることが推測された。このポンプのカルシウムイオン処理能力は毎秒約10から30pC量であることが計測された。また細胞外液のナトリウムイオン濃度を減少されると、細胞内カルシウムイオン濃度の回復が緩やかになることから、Na-Caイオン交換機構もこの回復過程に関与することが推測された。このように細胞内カルシウム濃度は、流入と汲み取りの間のバランスにより調節されていることが明らかになった。また細胞内カルシウムイオン濃度の上昇がもたらす細胞形態の変化を超ビデオ強化型高倍率微分干渉顕微鏡を用いて観察を行った。グルタメイトレセプターの一つNMDAタイプレセプタを活性化するNMDAを細胞にパイペットから微小投与すると細胞膜から突起状の構造が出現した。またさらに投与時間を長くすると細胞膜上にSwell(スエル)と呼ばれる細胞膜が細胞から避難したように見える構造が出現した。これは細胞損傷の初期過程のモデルとなり、細胞損傷の初期過程の研究にとって重要な研究手法となると考えられる。
In recent years, neurobiological research has been carried out to investigate the relationship between changes in intracellular concentrations and changes in cell death, and to speculate on the mechanism of cell death. This study is aimed at the development of brain cell death in the brain and the development of brain cell death in the brain.(After culture), the analysis of cell membrane cycle current, the measurement of intracellular cycle concentration, and the mechanism for maintaining the constancy of intracellular cycle concentration were studied. The basal ganglia cells were compared with each other. These changes in neuronal cells are accompanied by membrane depolarization and membrane potential-dependent cell cycle activation, and extracellular fluid cycle activation and intracellular influx. The amount of membrane potential measured in the first cycle was estimated to be about 2pC. The increase in intracellular concentrations of these compounds was observed during the influx of these compounds. The increase of intracellular concentration of protein, the proportion of inflow of protein, the increase of inflow of protein, and the saturation of intracellular concentration were observed. After the depolarization stimulation was stopped, the intracellular concentration of protein decreased to about 3 seconds and then decreased to about 10 seconds. The recovery process is dependent on the activation of the enzyme and the concentration of the enzyme in the cell is lower than that in the cell. The processing capacity is about 10 pC per second. The decrease of extracellular concentration, the recovery of intracellular concentration, and the relationship between Na-Ca exchange mechanism and the recovery process are speculated. The concentration of the intracellular protein is regulated by the concentration of the intracellular protein in the medium. The increase in intracellular cell concentration was observed with an enhanced high-power differential microscope. The cell membrane of NMDA was activated by a small amount of NMDA. The cell membrane is covered with a layer of water. The study of the initial process of cell injury is very important.

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
辰巳 仁史: "細胞内カルシウムイオン動態の解析" 薬学会シンポジウム「中枢高次機能障外と薬物療法」要旨集. 71-75 (1992)
Hitoshi Tatsumi:“细胞内钙离子动力学分析”药学会研讨会“中枢高级功能障碍和药物治疗”摘要71-75(1992)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
TATSUMI,H.,SASAKI,H.,KATAYAMA,Y.: "Elongation of growth cone filopodia observed with video-enhanced differential interference contrast microscopy" Jpn.J.Physiol.(1993)
TATSUMI,H.、SASAKI,H.、KATAYAMA,Y.:“用视频增强微分干涉对比显微镜观察生长锥丝状伪足的伸长” Jpn.J.Physiol.(1993)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
辰巳 仁史,片山 芳文: "神経回路形成の素過程" 自律分散システム論文集. 59-62 (1992)
Hitoshi Tatsumi、Yoshifumi Katayama:“神经回路形成的基本过程”自治分布式系统论文集 59-62 (1992)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
辰巳 仁史,片山 芳文: "Fura-2による細胞内カルシウムイオン濃度の測定:プローブの緩衝作用" 生物物理. 32. 58-60 (1992)
Hitoshi Tatsumi、Yoshifumi Katayama:“通过 Fura-2 测量细胞内钙离子浓度:探针的缓冲效应”生物物理学 32. 58-60 (1992)。
  • DOI:
  • 发表时间:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
TATSUMI,H.,KATAYAMA,Y.: "Regulation of the intracellular free calcium concentration in the acutely dissociated neurones from rat nucleus basalis" J.Physiol.(London). (1993)
TATSUMI,H.,KATAYAMA,Y.:“大鼠基底核急性分离神经元中细胞内游离钙浓度的调节”J.Physiol.(伦敦)。
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