スピルオーバー機構を介した異種シナプス間相互作用

通过溢出机制的异质突触相互作用

基本信息

批准号：
16047230
负责人：
佐竹伸一郎
金额：
$ 4.74万
依托单位：
National Institute for Physiological Sciences
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：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

下オリーブ核から小脳皮質への登上線維は,プルキンエ細胞を強く興奮させる。登上線維の興奮性伝達物質は,反復刺激に伴い大量に放出されると,放出部位から拡散して籠細胞終末のAMPA型グルタミン酸受容体を活性化することにより,籠細胞からプルキンエ細胞へのGABA放出を阻害する。この拡散を介したシナプス前性制御は,プルキンエ細胞を脱抑制することにより,小脳出力をさらに強化する生理的役割を担うと考えられる。本年度は小脳スライス-パッチクランプ法を用いて,グルタミン酸輸送体タンパク質が拡散過程に果たす役割を検討した。EAAT4/GLT-1特異的阻害薬threo-3-methylglutamic acid(IC_<50>=〜100μM)を灌流投与すると,低濃度(30μM)で登上線維刺激に伴う異種シナプス抑制を顕著に増強した。一方,GLT-1阻害薬dihydrokainic acid(IC_<50>=〜20μM)は,高濃度(300μM)で投与しても異種シナプス抑制に無効であった。プルキンエ細胞に豊富に存在するニューロン型グルタミン酸輸送体EAAT4が,拡散を介した異種シナプス間相互作用の制御因子として機能していることを示唆する結果である。EAAT4タンパク質は,小脳虫部矢状方向にzebrin-II(aldolase C)と重複する様式で帯状に発現している。この性質を利用してEAAT4発現量と異種シナプス抑制の関連について検討を行い,EAAT4発現が低い領域(第III小葉)では容易に異種シナプス抑制を誘発できるが,高発現領域(第X小葉)では誘発できないことを見出した。拡散を介した異種シナプス抑制には,EAAT4発現量に依存した領域特異性があると推定される。また,プルキンエ細胞がEAAT4機能を変えることにより,登上線維と籠細胞のクロストークの制御に関わる可能性を強く示唆している。

从下橄榄核到小脑皮层的攀爬纤维强烈刺激了浦肯野细胞。当攀岩纤维的兴奋性发射器大量释放并反复刺激时，它们会从释放位点扩散，并激活笼式细胞末端中的AMPA型谷氨酸受体，从而抑制GABA从笼子中释放到Purkinje细胞中的GABA。这种扩散介导的突触前调节被认为在通过purkinje细胞的抑制作用进一步增强小脑输出方面起着生理作用。今年，我们使用小脑切片夹夹法研究了谷氨酸转运蛋白在扩散过程中的作用。 EAAT4/GLT-1特异性抑制剂THREO-3-甲基谷氨酸（IC_ <50> = 〜100μM）的灌注施用显着增强了与低浓度下的攀岩纤维刺激相关的异源突触抑制作用（30μm）。另一方面，即使以高浓度（300μm）给药，即使在抑制异源突触时，GLT-1抑制剂二氢甲酸（IC_ <50> = 〜20μM）也无效地抑制异源突触。该结果表明，在Purkinje细胞中丰富的神经元谷氨酸转运蛋白EAAT4充当扩散介导的异源突触相互作用的调节剂。 EAAT4蛋白在小脑蠕虫的矢状方向以与斑马蛋白II（藻酶C）重叠的方式以区域形式表达。使用该特性，我们研究了EAAT4表达水平与异源突触抑制之间的关系，并发现在低EAAT4表达（LEAFE III）的区域中，可以很容易地诱导异源突触抑制，但在具有高表达的区域（LEAF X）中却不能诱导。假定扩散介导的异源突触抑制具有取决于EAAT4表达水平的区域特异性。这也强烈表明，通过改变EAAT4功能，Purkinje细胞可能参与了攀岩纤维和笼细胞之间串扰的调节。