樹状突起活動電位の生理学的役割に関する研究

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これまでの成果から、樹状突起活動電位は内因性カナビノイド放出を介して抑制性シナプス伝達の調節を行っていると考えられる。そこで本年度は、活動電位がアクティブに逆伝播される樹状突起の領域と、DSIが誘発される抑制性シナプスの部位とが一致するのかどうか検討した。入力線維を刺激するための電極を、細胞体付近と、放線状層の近位及び遠位とに置き、CA1野錐体細胞におけるIPSCをボルテージクランプ・モードで経時的に記録した。DSI誘発の条件刺激としての活動電位は、一時的にカレントクランプ・モードに変更した後、軸索へ頻回電気刺激を加えて発生させた。各領域の刺激により誘発されたIPSCは、その立ち上がり時定数により、樹状突起上の近位から遠位にかけてほぼ3箇所の領域での応答に区別された。最も近位の領域では、逆伝播スパイクの振幅が大きく頻度依存性の振幅減衰が見られないことが確認された。この領域におけるIPSCのDSIには、スパイク発数依存性の増強が見られる一方、頻度依存性は見られなかった。やや遠位の領域では、逆伝播スパイクの振幅に頻度依存性の減衰が見られることが確認された。この領域におけるIPSCのDSIには、スパイク発数依存性の増強が見られ、頻度依存性の減弱が見られた。逆伝播を促進するホルボール・エステルを投与すると、逆伝播スパイクの頻度依存性の振幅減少が消失し、DSIにおいても頻度依存性の減弱が消失した。逆伝播を抑制するソマトスタチンを投与すると、逆伝播スパイクの振幅が減少し、DSIの割合も減少した。最も遠位の領域では、逆伝播スパイクの振幅が小さくDSIも検出できなかったが、ホルボール・エステル投与後はDSIが誘発されるようになり、さらにその頻度依存性の減弱も見られるようになった。以上の結果は、樹状突起における逆伝播スパイクの到達範囲とDSI発現部位が対応することを示唆している。