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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本年度は以下の3項目について研究を行った。1.Ca^<++>/calmodulin-dependent protein kinaseII(CaM-KII)活性化によるGABA電流の増強について生後約2週齢ラットの小脳スライスプルキンエ細胞からwhole-ceII patch clampを行った。単離CaM-KIIを、カルモジュリン、Ca^<++>、ATPγS存在下で自己燐酸化させ、活性化型としてパッチピペットからプルキンエ細胞に注入した。whole-cell記録開始5分後から2分毎にバスにGABA(2-5μM)をあたえて内向きのクロライド電流をモニターした。対照として熱処理して変性させたCaM-KIIを同様に注入する実験を行った。活性化型CaM-KIIを注入するとGABA電流の振幅が増大し、記録開始20分後には5分後の値の約150%に達した。また、抑制性シナプス後電流(IPSC)の振幅も同様に増大がみられた。一方、対照群では、GABA電流およびIPSCの振幅に変化はなかった。2.ホスファターゼ阻害剤の効果について。タンパク脱燐酸化をホスファターゼ阻害剤の calyculin A (1μM) を用いてブロックすると、GABAによる電流応答が増大した。vehicleのみの対照実験では電流振幅にほとんど変化はなかった。以上の結果はプルキンエ細胞のGABA_A受容体の反応性はCaM-KIIによる燐酸化とホスファターゼによる脱燐酸化によって調節されていて、一過性Ca^<++>濃度上昇に引き続くCaM-KII活性化とそれによる燐酸化がIPSCの長期増強に関与することを強く示唆する。3.protein kinase C(PKC)の関与についてPKCの特異的阻害ペプチドのPKC(19-36)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、さらにはこれ以外の阻害剤について検討する予定である。