小脳プルキンエ細胞GABA受容体のセカンドメッセンジャーによる修飾機構の解明

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当初の研究計画にしたがい、本年度は以下の2項目について研究を行った。1.抑制性シナプス長期増強へのCa^<++>/calmo dulin-dependent protein kinase II(CaM-KII)の関与についてラット小脳スライスのプルキンエ細胞からホールセル記録を行い、シナプス後電流(IPSC)およびGABA(2-5muM)による電流をモニターした。脱分極パルス(持続500ms,-60mVから0mV)を与えると、IPSCおよびGABA電流が増強し40分以上持続した。この長期増強は、プロテインキナーゼ阻害剤のstaurosporine、カルモジュリン阻害剤のcalmidazolium(CZ)、CaM-KII阻害剤のKN-62およびcalmodulin-binding petideによって阻害された。しかし、脱分極パルスを与えてから5分後にCZおよびKN-62投与を開始した細胞群では長期増強がみられた。これらは、カルモジュリンによるCaM-KIIの活性化が長期増強の誘発に必要であり、この過程は脱分極パルスによるCa^<++>上昇の5分以内に終了することを示す。また長期増強の維持にはCa^<++>およびカルモジュリンに依存しない機構が関与することを意味する。なお、以上の薬物によって電位依存性Ca^<++>電流やシナプス伝達は影響されなかった。さらに直接的な証拠として、活性型のCaM-KIIの細胞内注入によりGABA電流の増大が認められた。2.protein kinase A (PKA)の関与についてPKAの特異的阻害剤のprotein kinase inhibitor peptide(PKIP)を細胞内に与えても長期増強をブロックできなかった。今後阻害剤の濃度、投与方法について、さらにはPKIP以外の阻害剤について検討する予定である。