神経内分泌ニューロン終末の動的制御機構

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正中隆起にはタニサイト及びアストロサイト、下垂体後葉には下垂体細胞と呼ばれるグリア細胞が存在する。それぞれ、視床下部神経内分泌ニューロン由来の軸索末端を取り囲み、ホルモン分泌を制御するとされている。しかし、これらの細胞が、神経終末の動的機能制御を行なう機構は全く不明であった。研究代表者は、これまでに、正中隆起、下垂体後葉のグリア細胞に特異的に発現する分子Na_xが細胞外Na濃度の上昇に応じて細胞内Na濃度をダイナミックに変える能力を持つことを明らかにした。本研究では、Na_xが神経終末の動的機能制御に関与する可能性について検討した。2光子励起顕微鏡を用いて、急性脳スライスにおいて、血管壁細胞と神経内分泌ニューロンの終末、または血管壁細胞とグリア細胞突起終末を同時にイメージングし、タイムラプス観察により動的形態変化を観察する実験系を構築した。脳室に脂溶性色素を注入することにより、第3脳室底面に並ぶタニサイトを特異的に染色することができた。また、正中隆起に投射する弓状核のGABA作動性ニューロンに緑色蛍光蛋白質GFPを発現するマウスを用いて、神経内分泌ニューロンの神経終末を蛍光観察した。同様に血管内に別の波長の脂溶性色素を注入し、血管壁を染色した。2つの色素を同時に励起し、ダイクロイック・ミラーを介してそれぞれの蛍光を別々の光電子増倍管により捉え、同時観察した。マウスに強制遊泳等のストレスを与えた時の血中ACTH濃度や、脱水状態においた時の血中バソプレッシン量及びNa濃度、尿量を測定した。これらの実験において野生型とNa_x遺伝子ノックアウトマウスを比較した。