大脳皮質視覚野の経験依存的な機能発達におけるT型Ca^<2+>チャネルの役割

T型Ca^2+通道在大脑皮层视觉皮层经验依赖性功能发育中的作用

• 批准号: 13035018
• 负责人: 吉村 由美子
• 金额: $ 3.39万
• 依托单位: Nagoya 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: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13035018/
• 关键词: 視覚野; スライス標本; 興奮性シナプス; T型Ca^<2+>チャネル; 暗室飼育; 長期増強; ホールセルパッチクランプ法; ラット; 定量PCR法; mRNA; シナプス可塑性

皮質視覚野ニューロンの光刺激に対する選択的反応性は、生後発達の一時期(感受性期)の視覚体験に依存して可塑的に形成される。この感受性期は生後直後からの暗室飼育により延長し、延びた感受性期は短期間の視覚体験により終了することが知られている。これまでに、ラット大脳皮質視覚野スライス標本を用いて、NMDAチャネルではなくT型Ca^<2+>チャネルの活性化を必要とする電場電位の長期増強は感受性期に限って発生し、生後直後より暗室飼育すると成熟しても長期増強がみられ、その後短期間の正常視覚体験によりその発生も消失することを見いだした。本年度は、視覚環境の感受性期に対する影響がT型Ca^<2+>チャネルの変化に起因する可能性を調べるために、感受性期の視覚野錐体細胞よりホールセルクランプ法を用いてCa^<2+>チャネル電流を測定した。弱い脱分極通電により活性化された低閾値型Ca^<2+>チャネルは50mMのNi^<2+>で阻害され、低濃度の10mMのCd^<2+>では変化が見られなかつたことから、測定した電流はT型Ca^<2+>チャネルを介するものだと考えられた。このT型Ca^<2+>チャネル電流は正常視覚環境で成熟すると感受性期に比べ有意に減少したが、暗室で成熟するとその減少は見られなかった。暗室で成熟した動物を正常視覚環境に2日間曝すと、その電流は正常視覚環境で成熟した動物のレベルに低下した。また、活性化と不活性化の膜電位依存性やカイネティクスにはどの群間でも差はみられなかった。以上の結果は、T型Ca^<2+>チャネルの電流量が視覚反応の可塑的変化と長期増強の発生を規定する重要な因子のひとつであり、T型Ca^<2+>チャネル依存性長期増強が視覚反応可塑性の基礎過程である可能性を支持する。

Cortical visual field response to light stimulation, postnatal development of a period (receptive period) and visual body dependence on plastic formation The susceptibility period is prolonged and prolonged after birth, and the sensitivity period is terminated after birth. The long-term increase of electric field potential is necessary for the activation of T-type Ca^<2+> cells in large cortical visual field, and the long-term increase of electric field potential is necessary for the activation of T-type Ca^<2+> cells in large cortical visual field, and the long-term increase of electric field potential is necessary for the activation of T-type Ca ^<2 +> cells in large cortical visual field. This year, the sensitivity period of the visual environment affects the possibility of T-type Ca^<2 +> generation. Low threshold Ca^<2+> generation was inhibited by weak depolarization current, while low concentration Cd ^<2 +> generation was inhibited by 50mM Ni^<2 +>. Low concentration Cd ^<2 +> generation was inhibited by weak depolarization current. The T-type Ca <2+> current is intentionally reduced compared with the sensitivity period of normal visual environment and dark room. In the dark room, mature animals are exposed to light during the day, and current is low in the normal visual environment. The membrane potential dependence of activation and inactivation is different between groups. The above results support the possibility that the current magnitude of T-type Ca^<2+> generation is an important factor in the development of visual plasticity and long-term enhancement, and that the dependence of T-type Ca^<2+> generation on long-term enhancement is the basic process of visual plasticity.

项目成果

T Ohmura, R Ming, Y Yoshimura, Y Komatsu: "Age and experience dependence of NMDA receptor-independent long-term potentiation in rat visual cortex"Neuroscience Letters. (in press).

T Ohmura、R Ming、Y Yoshimura、Y Komatsu：“大鼠视觉皮层 NMDA 受体独立长期增强的年龄和经验依赖性”神经科学快报。

T Kurotani, Y Yoshimura, Y Komatsu: "Postsynaptic firing produces long-term depression at inhibitory synapses of rat visual cortex"Neuroscience Letters. 337. 1-4 (2003)

T Kurotani、Y Yoshimura、Y Komatsu：“突触后放电在大鼠视觉皮层的抑制性突触处产生长期抑制”《神经科学快报》。