大脳皮質視覚野のシナプス可塑性と反応選択性の発達

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1、昨年度の研究において、発達期ラット視覚野5層錐体細胞からパッチ電極でホール・セル記録し、静止膜電位から0mVへの20msの脱分極パルスを繰り返し与えると、抑制性シナプス伝達に長期増強あるいは長期抑圧が生じることを見出した。細胞体の抑制性シナプスについて変化の方向を決める因子を解析した。2、脱分極パルスを-70mVから与えると常に長期抑圧が生じ、-90mVから与えるとほとんどの場合長期増強が生じた。長期抑圧はL型Ca^<2+>チャネルブロッカーのnifedipineにより、長期増強はR型Ca^<2+>チャネルブロッカーのSNX-482によりそれぞれ選択的に阻害された。したがって、長期増強と長期抑圧の発生は膜電位に強く依存し、変化の方向はLとR型Ca^<2+>チャネルの膜電位依存性の相違により説明できる。3、記録細胞に阻害薬を導入する実験により、Ca^<2+>チャネル依存性の長期抑圧と長期増強はそれぞれGABA_A受容体のエンドサイトーシスとエクソサイトーシスにより生じることを示唆する結果を得た。4、シナプス前線維の高頻度刺激により5層錐体細胞に生じる抑制性シナプス伝達の長期増強において、誘発にシナプス後細胞が関与し、発現はシナプス前部に生じることを示唆する結果を得ているので、BDNFが逆行性信号を伝える可能性を検討した。膜透過型チロシン・キナーゼ阻害薬K252aを低濃度(200nM)灌流液に加えてTrkを阻害すると長期増強の誘発は阻止された。しかし、シナプス後細胞へK252aを導入しても長期増強は起った。また、TrkB-IgGを灌流液に加えてTrkBの活性化を妨げると長期増強は起らなかった。この結果は、BDNFが逆行性信号を担う可能性を支持する。