NMDA受容体チャネルを介するCa流入と海馬シナプス可塑性の生起条件

Ca 通过 NMDA 受体通道流入的条件和海马突触可塑性

• 批准号: 09260208
• 负责人: 桜井 正樹
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09260208/
• 关键词: 海馬; シナプス可塑性; 長期増強; 長期抑圧; カルシウム; NMDA受容体

海馬CA1領域における長期増強(LTP)と長期抑圧(LTD)は逆方向の変化でありながら、いずれもNMDA受容体依存性で、Caの細胞内流入が必須である。これを説明するため、LTPでは高度のCa流入でkinase系が、LTDでは中等度のCa流入でphosphatase系が優位となって逆方向の変化がもたらされるとする仮説が提出されている。しかし、この仮説では、LTPは高頻度短時間刺激で誘発できるが、LTDは低頻度長時間刺激(1Hz、10分間)を必要とすることが説明できない。本研究では、Mg-free溶液中で、NMDA受容体チャネルを介するCa流入が脱分極を必要とせずに生ずるパラダイムを用いてこの問題と取り組んだ。15-24日令のラットCA1海馬スライスを用い、放線状層を刺激し、シナプス応答を細胞外記録した。一部の実験では、錐体細胞体からwhole cell記録を行った。Mg-free液を10分間潅流すると、-70mVに電位固定した状態で、CNQX(AMPA型受容体の阻害)抵抗性で、AP-5(NMDA受容体阻害剤)感受性のシナプス電流が認められ、この条件下では、脱分極がなくとも、NMDA電流、即ち、Ca流入が生ずることが確認された。このため、Mg-free液中では1Hz数十回の刺激でLTPが生じる。条件刺激の回数を減らすと、次第にLTPの大きさは減少し、その閾値は、1-2回前後にある。刺激なしとLTPが出現する領域の間にLTDを生じさせる軽度のCa流入を生ずる領域があることが期待されるが、そのような領域は観察されなかった。一回の刺激で流入するCa量を更に微細に減少させるため、条件刺激時にCNQXを加え、脱分極を部分的に押さえ、Ca流入を減少させたが、一回刺激ではLTPもLTDも起こらなかった。更にCa流入を下げるため、条件刺激時の潅流液に2、5、10μMという少量のAP-5を加え、NMDA受容体を部分ブロックしたが、LTDは起きなかった。一方、この、部分ブロックの状態でも、600回刺激を用いると、はっきりしたLTDが認められた。CNQX存在下で、2μM AP-5による部分ブロックの条件下、60回刺激でもLTDは認められなかった、200回刺激では、はっきりしたLTDが出現した。このことから、LTDの生起には、少量-中等量のCa流入が一回ではなくかなりの多数回あるいはCa濃度上昇が一過性ではなくかなり長時間起こることが必要であることが示唆される。

Long-term enhancement (LTP) and long-term depression (LTD) in hippocampal CA1 domain are reversed in reverse direction, and NMDA receptor dependence and intracellular Ca influx are required. This explains why LTP has a high Ca influx, kinase system, LTD has a moderate Ca influx, phosphatase system has a high Ca influx, and LTP has a high Ca influx, kinase system, LTP has a low Ca influx, and phosphatase system has a high Ca influx. LTP is not induced by high frequency short-term stimulation, LTD is not induced by low frequency long-term stimulation (1Hz, 10 minutes). In this study, the Ca influx in Mg-free solution and NMDA receptor was investigated. 15-24 CA1 Hippocampus stimulation, linear layer stimulation, extracellular recording A part of the pyramid cell body is recorded in the whole cell. Mg-free solution 10 minutes flow rate,-70 mV potential fixed state, CNQX(AMPA type receptor resistance) resistance, AP-5(NMDA receptor resistance) sensitivity of the system current recognition, under these conditions, depolarization, NMDA current, that is, Ca inflow generation, confirmation. In the Mg-free solution, the stimulation of 1Hz dozens of times is produced by LTP. The number of conditioned stimuli is reduced, the magnitude of LTP is reduced, and the threshold value is only around 1-2 cycles. Stimulation of LTP occurs in the field of Ca influx, which is expected to occur in the field of Ca influx The Ca influx in the first cycle of stimulation decreases slightly, CNQX increases, depolarization decreases, Ca influx decreases, and LTP increases in the first cycle of stimulation. In addition to Ca influx, conditioned fluid at 2, 5, 10μM, a small amount of AP-5, NMDA receptor, partial breakdown, LTD One side, one side In the presence of CNQX, under the condition of 2μM AP-5, 60 times of stimulation, 200 times of stimulation, A small to moderate amount of Ca flows into a single loop and Ca concentration rises transiently and for a long time.

项目成果

桜井正樹(分担執筆): "最新内科学大系・神経変性疾患:小脳の解剖と病態生理" 中山書店, (1997)

樱井正树（合著者）：“最新内科/神经退行性疾病：小脑的解剖学和病理生理学”中山书店，（1997）

Sakurai M,Kotake Y et al.: "Nigrostratal projection reconstructed in in vitro organotypic slice culture." Soc.Neurosci.Abst. 23. 82.12 (1997)

Sakurai M、Kotake Y 等人：“在体外器官切片培养中重建黑质层投影。”

Takuma H,Sakurai M et al.: "Reconstruction of corticospinal tract in vitro by the organotypic coculture." Neurosci Res. 21. S136 (1997)

Takuma H、Sakurai M 等人：“通过器官共培养体外重建皮质脊髓束。”

桜井正樹(分担執筆): "「EBM現代内科学」" 金芳堂, (1997)

Masaki Sakurai（合著者）：“‘EBM 现代内科医学’”Konpodo，（1997 年）

Mizuno T,Sakurai M et al.: "Conditions for inducing long-term depression in the CA1 hippocampus." Neurosci Res. 21. S166 (1997)

Mizuno T、Sakurai M 等人：“导致 CA1 海马体长期抑郁的条件”。