ペプチドニューロンによる神経回路機能修飾の細胞メカニズム

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一般に中枢神経系における情報処理は、ニューロン間のシナプス結合によって形成される神経回路において正確なアルゴリズムにしたがって行われる。一方、動物は一般に外界からの入力に対して常に一定した応答を示すのではなく、多様な環境の変化に対応して適応的かつ合目的的に柔軟に応答する能力を備えている。このとき神経回路機能に柔軟性を持たせる重要な役割を演じているのがペプチド神経系である。申請者の従来の研究結果から、終神経系において産生されるペプチド、ゴナドトロピン放出ホルモン(GnRH)は、実際にはホルモンとしては働かず脳内の広範囲に神経突起を投射し、そこからGnRHを放出して神経修飾作用を持つことが示唆されている。GnRHペプチドによる神経修飾作用を解析するため、まず脳内のGnRH受容体をクローニングしたところ3つの型に分類できる受容体を同定できたので、その脳内分布をin situ hybridizationにより調べた。その結果、糸球体神経核CGにそれらの発現が見られたので、今後CG構成細胞に対するGnRHの神経修飾作用を解析する。一方、GnRHニューロン自身もGnRH受容体を発現していることが単一細胞RT-PCRによっても確認できたことから、GnRHニューロンの放出するGnRHによる傍・自己分泌的な神経修飾作用がGnRHニューロン細胞塊ネットワークに及ぼす影響を解析した。その結果、NおよびRタイプCa^<2+>チャネルや何らかのNa^+およびK^+透過性コンダクタンスがGnRHにより神経修飾を受けることがわかった。GnRHニューロンは細胞体からもGnRH開口放出をすることがわかっており、これらの神経修飾作用とGnRH開口放出の関連を解析するために、GnRHニューロンからの電気記録、Ca^<2+> imaging、および炭素繊維電極による電気化学的開口放出測定を同時記録する試みを開始した。