抑制性神経回路の形成時期にBDNFが持つ役割の解明

阐明 BDNF 在抑制性神经回路形成中的作用

• 批准号: 13035036
• 负责人: 鍋倉 淳一
• 金额: $ 4.42万
• 依托单位: Kyushu 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-13035036/
• 关键词: 脳由来神経成長因子; GABA; 大脳皮質; 海馬; 発達; パッチクランプ; 受容体; 神経成長因子; カリウムチャネル; 細胞内カルシウム

発達期ラット大脳皮質視覚野第5層から急性単離した神経細胞にパッチクランプを適用し、BDNFのGABA応答に対する急性作用を検討した。生後14日目においては、BDNF投与数分後からGABA-A受容体応答およびGABA作動性微小シナプス電流の大きさの漸増が観察された。このGABA-A応答の増強はBDNF投与終了後も数十分から数時間持続した。BDNFによるGABA-A増強の発生にはtrk-B,PLC-gammaおよび細胞内カルシウムイオン上昇の細胞内シグナル伝達系の活性化が必須であるが、増強の維持には必要ないことが判明した。結合実験によって、細胞表面におけるGABA bindingがBDNF投与数分後には増加し、これはK252によってブロックされることが判明した。以上の結果から、生後14日目においてはBNDFは細胞膜表面のGABA-A受容体数を増加させることによってGABA応答の長時間増強を惹起している可能性が示唆された。BDNFのGABA-A応答への作用は生後28日目には増強-抑制の細胞間ばらつきが生じ、生後40日目には殆どの細胞においてBDNFはGABA-A応答を長期に抑制した。ラットにおいて臨界期前後でBDNFのGABA-A受容体応答に対する急性作用が増強から抑制にスイッチすることが示唆された。これに対し、海馬CA1錐体細胞においてはこのBDNFによるGABA応答のスイッチングが生後8日目から14日目においておこり、BDNFの抑制系に対する作用のtime windowに脳内部位差が存在することが判明した。

The acute effects of BDNF and GABA on neurons in the fifth layer of the development cortex were studied. After 14 days of life, the GABA-A receptor response and GABA activation were gradually observed after BDNF administration. The GABA-A response was strong and the BDNF continued for a few minutes after the end of the session. It was found that GABA-A enhancement by BDNF was necessary for the development of trk-B,PLC-gamma and intracellular cell cycle and for the activation of intracellular cell cycle. BDNF binding on the cell surface increased after several minutes of administration, and K252 binding on the cell surface increased. These results indicate that the number of GABA-A receptors on BNDF cell membrane increased at 14 days after birth, and the long-term increase in GABA response was possible. The effect of BDNF on GABA-A response was enhanced and inhibited by 28 days after birth and by 40 days after birth. BDNF GABA-A receptor response before and after the critical period increased its acute effect and inhibited it The results showed that there was a difference in the position of BDNF in hippocampal CA1 pyramidal cells between 8 and 14 days after birth.

项目成果

Nabekura J., Ueno T, Okabe A, Furuta A, Iwaki T, Fukuda A, Shimizu-Okabe C, Akaike N: "Gamma-amino butyric amino acid-induced excitation associated with reduction of KCC2 expression following in vivo axonal Injury"Journal of Neuroscience. 22. 4412-4417 (2

Nabekura J.、Ueno T、Okabe A、Furuta A、Iwaki T、Fukuda A、Shimizu-Okabe C、Akaike N：“γ-氨基丁酸诱导的兴奋与体内轴突损伤后 KCC2 表达减少相关”期刊

Morishita H, Makishima T, Kaneko C, Lee Y-S, Segil N, Takahashi K, Kuraoka A, Nakagawa T, Nabekura J, Nakayama J, Nakayama K-I: "Deafness due to degeneration of cochlear neurons in caspase-3-deficient mice"Biochemical and Biophysical Research Communicatio

Morishita H、Makishima T、Kaneko C、Lee Y-S、Segil N、Takahashi K、Kuraoka A、Nakakawa T、Nabekura J、Nakayama J、Nakayama K-I：“由于 caspase-3 缺陷小鼠耳蜗神经元变性而导致的耳聋”生物化学

Uchida, S., Noda, E., Akaike, N., Mizoguchi Y, Nabekura J.: "Allopregnanolone Enhancement of GABAergic Transmission in Rat Medial Preoptic Area Neurons"American Journal of Physiology. 283. 1257-1265 (2002)

Uchida, S.、Noda, E.、Akaike, N.、Mizoguchi Y、Nabekura J.：“Allopregnanolone 增强大鼠内侧视前区神经元 GABA 能传递”美国生理学杂志。

Ueno T, Okabe A, Akaike A, Fukuda A, Nabekura J: "Diversity of neuron-specific K+-Cl-cotransporter expression and inhibitory postsynaptic potential depression in rat motoneurons"Journal of Biological Chemistry. 277. 4945-4950 (2002)

Ueno T、Okabe A、Akaike A、Fukuda A、Nabekura J：“大鼠运动神经元中神经元特异性 K -Cl 协同转运蛋白表达的多样性和抑制性突触后电位抑制”生物化学杂志。

Mizoguchi Y, Monji, A., Nabekura J: "Long lasting Ca2+ elevation by BDNF in rat cortical neurons"European Journal of Neuroscience. 16. 1417-1424 (2002)

Mizoguchi Y、Monji, A.、Nabekura J：“大鼠皮质神经元中 BDNF 引起的长期持续 Ca2 升高”《欧洲神经科学杂志》。