扁桃体における神経可塑性の制御機構とその生理的意義

杏仁核神经可塑性的控制机制及其生理意义

基本信息

批准号：
17021010
负责人：
渡部文子
金额：
$ 1.86万
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17021010/
关键词：
神経科学神経可塑性脳神経疾患

项目摘要

海馬において誘導されるシナプス伝達効率の長期増強(LTP)は、空間依存的学習行動の細胞レベルの基礎過程として広く受け入れられている一方、扁桃体においても近年LTPの誘導が活発に研究され始めている。扁桃体LTPは恐怖条件付けなどの情動依存的な学習行動に関与すると考えられているが、NMDA型グルタミン酸受容体(NMDAR)やMAPキナーゼなどの関与が報告されているものの、その詳細な分子機序は未だ不明な点が多い(Neuron 44:75,2004 for review)。そこで本研究では扁桃体でも特に条件刺激(CS)と無条件刺激(US)入力の連合部位である外側核(LA)におけるLTP誘導の詳細な分子機序を、特に誘導閾値の制御に焦点をあてて検討した。特にLAでのNMDA電流はNR2Bサブユニットによる貢献が大きいことが報告されていることから、可塑性誘導閾値制御におけるNR2Bの役割を中心に解析を行った。NR2Bの中でも最もC末端側にあるY1472が最も強くリン酸化されるチロシン残基であると示されていたため、本年度の研究では、東京大学医科学研究所・癌細胞シグナル分野において作製されたNR2Bの1472番目のチロシン残基をフェニルアラニンに置換したノックインマウス(YFマウス)を用いて検討を行った。LAの主要神経細胞からホールセル・パッチクランプ法によりAMPA受容体およびNMDA受容体シナプス応答を記録したところ、NMDA/AMPA電流比にはYFマウスと野生型で変化は見られなかった。さらにAMPA受容体媒介性の微小シナプス電流の大きさにも変化が見られなかったことから、NMDA受容体によるシナプス応答の大きさには変化が無いと考えられた。一方、LAにおいて野生型ではシナプス後細胞の脱分極とシナプス入力のペアリング刺激により、50分以上持続するLTPが誘導されたが、YFマウスでは同じ刺激によりLTPはほとんど誘導されなかった。一方、野生型マウスの扁桃体ではNR2Bはカルシウム・カルモジュリン依存性リン酸化酵素2(CaMKII)と共沈するが、YFマウスではこのような結合が極めて弱く、さらに刺激依存的なCaMKIIのリン酸化が顕著に減弱していることが示された。これらの知見から、NR2BのY1472チロシンリン酸化はNMDA受容体シナプス応答よりはむしろ、NR2B結合分子群との親和性を制御することにより、NMDA受容体活性化以降の細胞内シグナル伝達系を制御している可能性が示唆された。

尽管在海马中诱导的突触传播效率（LTP）的长期增强已被广泛接受为在空间依赖学习行为的细胞水平上的基本过程，但近年来，LTP的诱导LTP也已开始在Amygdala中进行积极研究。杏仁核LTP被认为与情感依赖的学习行为有关，例如恐惧调节，尽管NMDA型谷氨酸受体（NMDAR）和MAP激酶的参与已经报道，但这些详细的分子机制仍然未知（神经44:75 44:75，2004，2004年）。因此，在这项研究中，我们研究了杏仁核中LTP诱导的详细分子机制，尤其是在侧向核（LA）中，该侧核（LA）是条件刺激（CS）和无条件刺激（US）输入的相关部位，专门针对诱导阈值的调节。特别是，据报道，LA中的NMDA电流由NR2B亚基具有很大的贡献，因此分析着重于NR2B在可塑性诱导的阈值控制中的作用。 Of the NR2B, Y1472, which is the most C-terminal side, was shown to be the most strongly phosphorylated tyrosine residue, so this year's study was conducted using knock-in mice (YF mice) in which the tyrosine residue at position 1472 of NR2B, which was produced in the Cancer Cell Signals field at the University of Tokyo Institute of Medical Sciences, was replaced by phenylalanine.当通过全细胞贴片夹在LA中的主要神经元中记录AMPA受体和NMDA受体突触反应时，在YF小鼠和野生型之间的NMDA/AMPA电流比中未发现变化。此外，AMPA受体介导的微突触电流的幅度没有变化，因此认为由NMDA受体引起的突触反应的大小没有变化。另一方面，在野生型中，LTP通过突触后细胞去极化和对野生型突触输入的配对刺激持续了50分钟以上，但是在YF小鼠中，LTP几乎不会被相同的刺激诱导。另一方面，NR2B在野生型小鼠的杏仁核中与钙钙调蛋白依赖蛋白依赖性磷酸酶2（CaMKII）共沉淀，但是这种结合在YF小鼠中极为弱，并且表明Camkii的刺激性依赖性磷酸化显着降低。这些发现表明，NR2B的Y1472酪氨酸磷酸化可以通过控制与NR2B结合分子而不是NMDA受体突触反应的亲和力来调节NMDA受体激活后的细胞内信号传导系统。