海馬シナプスへの長期増強に果たす電位依存性カルシウムチャネルの役割

电压门控钙通道在海马突触长期增强中的作用

• 批准号: 06260206
• 负责人: 加藤 宏司
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Yamagata University
• 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06260206/
• 关键词: VGCC; theta-burst stimulation; LTP; Hippocampus; NMDA receptor; Guinea-pig

脳の機能を理解する上で重要な概念のひとつであるシナプスの可塑性に関する実験を行った。シナプス可塑性のモデルのひとつとして長期増強現象が挙げられるが、その機序の違いからNMDA受容体(グルタメート受容体のサブタイプのひとつ)依存性の長期増強とnon-NMDAタイプの二つに分類されている。NMDAタイプのものは、NMDA受容体からのカルシウムイオン(Ca^<++>)流入が重要だと考えられてきたが、これまでその直接的証拠は報告されていない。そこで、本研究ではNMDA受容体依存型長期増強の形成がNMDA受容体だけからのCa^<++>流入なのかあるいは電位依存性カルシウムチャネル(Voltage Gated Calcium Channel;VGCC)からの流入も関与するのかを薬理学的手法を用いて調べた。実験は、モルモット海馬スライス標本(500μm)を用いて、シナプス入力を加えるためにCA2/CA3の放線層に設定した電極から電気刺激を与え、CA1の放線層から細胞外電位を記録した。そして、長期増強の指標としてフィールド興奮性シナプス後電位(f-EPSP)の傾斜をモニターした。長期増強を誘導するためにθバースト刺激(10回、5Hz、5秒間隔)を用いた。初めに、θバースト刺激による長期増強(θ-LTP)は、NMDA受容体依存型かを見るためにその拮抗薬であるDL-APV(30μM)を灌流した。その結果、一過性の増強は見られるがθ-LTPは完全に阻止された。このことから、θ-LTPはNMDA受容体の活性化を介して形成されると結論した。次に、このθ-LTPの誘導に電位依存性カルシウムチャネルが関与するかどうかを調べるために、VGCCのブロッカーを用いて実験を行った。VGCCには、L/T/N/P型の4種類あるが、伝達物質放出を調節しているN型を除いた3種類について検討した。3種類のVGCCのブロッカー(L→ニフェジピン、T→ニッケル、P→ω-アガトキシン)が、低頻度刺激のシナプス伝達にはなんら影響を与えないことを確かめた後、θ-LTPに対する効果を調べた。その結果、コントロールのθ-LTPの大きさは、187%(θバーストを加える前のf-EPSPの傾斜を100%として)となるそれに対し、ω-アガトキシン(60nM)を加えるとθ-LTPの大きさは119%とコントロールに比べ約1/4に抑制された。ついで、ニッケル(25μM)存在下では135%と抑制されたが、ニフェジピン(30μM)では174%とほとんど影響は与えなかった

我们进行了一项关于突触可塑性的实验，这是理解大脑功能的重要概念之一。突触可塑性的一种模型是长期增强，由于其机制的差异，它已分为两类：NMDA受体（谷氨酸受体的亚型之一） - 依赖性长期增强和非NMDA类型。对于NMDA型NMDA型NMDA受体，NMDA受体的钙离子（Ca^<++>）涌入已被认为很重要，但尚无直接证据。因此，在这项研究中，我们使用药理学技术研究了NMDA受体依赖性长期增强的形成是单独使用NMDA受体的Ca^<++>涌入，还是也涉及电压门控钙通道（VGCC）的涌入。使用豚鼠海马切片标本（500μm）进行实验，以从CA2/CA3活化层中设置的电极施加电刺激，以添加突触输入，并从CA1活化层记录细胞外电位。然后，监测场兴奋性突触后电位（F-EPSP）的斜率作为长期增强的指标。使用θ爆发刺激（10次，5 Hz，5秒间隔）来诱导长期增强。首先，用θ爆发刺激的长期增强（θ-LTP）用其拮抗剂DL-APV（30μM）灌注，以确定其是否依赖于NMDA受体。结果，观察到瞬态增强，但θ-LTP完全阻塞。这得出的结论是，通过激活NMDA受体形成θ-LTP。接下来，使用VGCC的阻滞剂进行实验，以研究电压依赖性钙通道是否参与θ-LTP的诱导。有四种类型的VGCC，L/T/N/P，但研究了三种类型，不包括N类型，可以调节发射机释放。在验证了三种类型的VGCC阻滞剂（L→Nifedipine，T→Nickel和P→ω-加性毒素）对低频刺激的突触传播没有影响，检查了对θ-LTP的影响。结果，对照中θ-LTP的大小为187％（在添加θ爆发前的F-EPSP斜率的100％），而当添加ω-加速毒素（60 nm）时，添加了θ-LTP的大小，将θ-LTP的幅度还原至119％，大约1/4。此外，在存在镍（25μm）的情况下，抑制作用为135％，但硝苯地平（30μm）的抑制作用很小。