活動依存に発現する分子と神経細胞ネットワーク

活动依赖性分子和神经元网络

• 批准号: 17021011
• 负责人: 山田 麻紀
• 金额: $ 2.94万
• 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-17021011/
• 关键词: BDNF; 神経回路; 海馬; 抑制性神経伝達; 安定性; 記憶; 脳由来神経栄養因子; GAD

BDNF(脳由来神経栄養因子)は培養神経細胞などで神経活動依存的に発現誘導されることが知られている分子である。その作用点として、記憶の維持相に必要であるという個体レベルでの報告があるもの、細胞レベルでの働き方については諸説ある。我々はBDNFに関する解析の過程でBDNFの発現パターンに興味深い特性があることを見出した。すなわち、たとえば海馬CA1錐体細胞などの比較的均一な細胞層で、一部のみの細胞体にBDNF免疫染色陽性シグナルが強く見られたのだ。連合学習獲得の有無でこれら細胞体BDNF強陽性細胞の数を解析したところ、恐怖条件付け学習獲得群では条件付けしていない群に比べ4時間後の強陽性細胞数が有意に増加した。この増加は条件付け時にNMDA受容体阻害薬であるMK801投与を行い学習獲得が阻害された群では見られなかった。一方我々は既に培養細胞においてBDNF強制発現を疎に行い、発現細胞選択的に周囲のGAD65が増加することを報告している。つまりBDNF発現細胞に投射する抑制性神経終末のポテンシャルが選択的に強化されたと考えられる。そこで、生体内での上記の内在性のBDNF強陽性細胞と周囲のGAD65量が関係しているか調べるため、染色強度を定量化し相関をとったところ、有意な正の相関を見出した。これらの実験結果を以前のBDNF研究と考え合わせると、学習獲得の際、一部の神経細胞のみで神経活動が強く起こりBDNFが高発現する可能性が示唆される。その一部の細胞が神経細胞ネットワークの可塑的変化を中心的に担う可能性があり、抑制性入力のポテンシャルが高まることは"記憶の安定性"を保証するメカニズムとなりうる。

BDNF（脑衍生的神经营养因子）是一种分子，已知在培养的神经元等中以神经元活性依赖性方式表达。在单个水平上有这种作用的报道是，对于记忆的维持阶段，以及有关其在细胞水平上的工作方式的各种理论是必不可少的。在对BDNF的分析过程中，我们发现BDNF的表达模式中存在有趣的属性。换句话说，仅在相对均匀的细胞层中的一部分细胞体（例如海马CA1锥体细胞）中，强烈观察到阳性BDNF免疫染色信号。当根据存在或不存在关联学习分析细胞体细胞BDNF细胞中强阳性细胞的数量时，与无条件组相比，4小时后，恐惧条件学习获得组中强阳性细胞的数量显着增加。在调节期间，在抑制学习获取的调节过程中给予了MK801（NMDA受体抑制剂）MK801。另一方面，我们已经报道说，强迫BDNF表达在培养的细胞中稀少，并且周围的GAD65有选择地增加。换句话说，人们认为投影在表达BDNF的细胞上的抑制性神经末端的潜力已被选择性地增强。因此，为了确定上述内源性BDNF阳性细胞在体内是否与周围的GAD65量有关，我们对染色强度进行了量化并将其相关，并发现了显着的正相关。将这些实验结果与以前的BDNF研究结合在一起表明，当学习获取发生时，神经活动仅在某些神经元中强烈发生，从而导致BDNF的高表达。这些细胞中的一些可能是对神经元网络中塑性变化的中心负责，并且抑制输入的潜力增加可以作为确保“记忆稳定性”的机制。

项目成果

K252a, an inhibitor of Trk, disturbs pathfinding of hippocampal mossy fibers

K252a 是 Trk 的抑制剂，会干扰海马苔藓纤维的寻路

• 发表时间: 2006
• 期刊: NeuroReport (In press)
• 作者: Tamura;M.;Koyama;R.;Ikegaya;Y.;Matsuki;N.;Yamada;M.K.
• 通讯作者: M.K.