単一ドーパミン性ニューロンからのドーパミン遊離機構の解析

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ドーパミン性ニューロンは、中脳の黒質緻密部や腹側被蓋野を起始核として、線条体、側坐座、前頭前野等に軸策を投射している。ドーパミンは線条体等の投射部位軸策終末のみならず、細胞体および樹状突起からも遊離されることが示唆されているが、単一ドーパミンニューロンからのドーパミン遊離機構は不明である。本年度本研究では、中脳の単一ドーパミン性ニューロン細胞体からのドーパミン遊離検出法を確立した。本研究では、生後14-18日齢のラット脳から作製したスライス標本に、新たなバイオセンサー素材として最近注目されているカーボンナノチューブを用いた電極を適用し、スライス標本内のドーパミン性ニューロン細胞体からのドーパミン遊離を酸化還元電流として検出することに成功した。さらに、一つのドーパミン性ニューロンにドーパミン遊離検出法とホールセルパッチクランプ法を同時に適用し、活動電位発生と伝達物質遊離との同時モニター法を確立した。この手法によって、ドーパミン性ニューロンでは活動電位発生と同期するドーパミン遊離が起こることを見出した。本研究の進展により、中枢神経系におけるドーパミンの新たな機能が明らかになるとともに、カーボンナノチューブのバイオセンサーとしての新たな機能が明らかになる可能性がある。さらに本研究成果が、精神・神経機能のメカニズム解明およびそれらの機能障害に対する新たな治療法開発につながることも期待したい。