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発達過程における神経細胞K^+チャネルの密度と性質の調節機構に関する研究

发育过程中神经元K^+通道密度和性质的调控机制研究

基本信息

批准号：
15016065
负责人：
宋文杰
金额：
$ 3.33万
依托单位：
Osaka University
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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15016065/
关键词：
potassium channels transcription current density regulation translation cholinergic interneuron striatum kinetic model

项目摘要

神経細胞の発火パタンはその細胞の持っているイオンチャネルによって決定される。チャネルの機能を決定する因子はチャネルの密度と性質であるが、神経細胞はどのようにこれらの因子を調節して正常な機能を実現しているのかは明らかになっていない。脱分極で活性化されるK+チャネルに不活性化を示すA型電流と不活性化を示さない遅延整流性電流があるが、本研究代表者らは、A型電流の密度と性質が発達過程における調節機構を調べるために、パッチクランプ法と半定量的単一細胞RT-PCR法を用いて、線条体コリン作動性ニューロンにおけるA型電流とKv4.2mRNAの量的関係を明らかにし、その関係は転写と翻訳機構のうえ、チャネル蛋白質とmRNAの分解を考慮すれば、高い相関係数で記述できることを示した。このモデルに従えば、チャネルの密度調節の研究は転写、翻訳と分解のそれぞれの過程のレートとそれを制御する因子を明らかにすることになる。そこで本研究では、チャネル蛋白質とmRNA分解の機構を調べるために、それぞれのレートを決定し、その発達段階依存性を調べた。ラット線条体コリン作動性介在ニューロンを用いた。本研究代表者らのこれまでの研究によって、この細胞は強いA型電流を発現していることと、そのチャネルのアルファサブユニットをコードしているのはKv4.2であることが明らかになっている。A型電流のin vivoにおける分解のレートを調べるために、浸透圧プンプを用いて、蛋白合成阻害剤を線条体に持続的に注入した。しかし、薬物の作用範囲の特定が困難なため、結果は実験ごとに異なり、不安定だった。この問題を解消するために、線条体スライスを数日間生存させたのちに、電流を記録する技術の開発を行った。試行錯誤の結果、生後一ヶ月の動物の線条体を35oCで、電流の減衰なしに3日間生存させることに成功した。この技術を用いて、生後2週令の動物のスライスでは、蛋白合成阻害剤を投与すると、A型電流が1日で半減することが分かった。しかし、生後3週令のスライスでは、A電流が半減するには2日間以上掛かることがわかった。一方、生後2週令の動物のスライスに転写阻害剤を与えると、2日弱でKv4.2mRNAの量が約1/30に減少した。本研究で確立したスライス標本は今後のK+チャネルの密度制御を研究する基盤を提供するものと考える。今後、A型電流とKv4.2mRNAの分解レートを発達の各段階で決定し、それぞれの過程で働く因子を明らかにしていく計画である。

The development of neurons in the brain is determined by the development of neurons in the brain. The factors that determine the function of the cell are the density and nature of the cell, and the factors that regulate the normal function of the cell are realized. Depolarization, activation, inactivation, demonstration of type A current, inactivation, delayed rectifier current, regulation mechanism, density and properties of type A current, semi-quantitative single cell RT-PCR method, linear activation, and quantitative relationship between type A current and Kv4.2 mRNA The relationship between protein and mRNA is described in the following ways: The study of density regulation of the soil and soil is based on the analysis of the process of soil and soil decomposition, and the control factors of soil and soil. In this study, the mechanism of protein and mRNA decomposition was regulated, and the stage dependence of protein and mRNA development was regulated. The linear motion medium is used in the case of linear motion. This study represents the study conducted by the authors of this paper. These cells show strong A-type current generation, and the development of A-type current generation in Kv4.2 cells. A type of current in vivo decomposition and modulation, infiltration pressure drop, protein synthesis inhibitor, linear injection It is difficult to determine the scope of the action of the substance, and the result is different and unstable. The development of technology for solving problems such as electrical wiring and electrical wiring The results of trial error, the animal's line after birth 35oC, the current's attenuation, the day's survival and success This technique is used in animals at 2 weeks after birth, and protein synthesis inhibitors are applied to them. Type A currents are reduced by 1 day. 3 weeks after birth, A current is reduced by half, 2 days or more The amount of Kv4.2 mRNA decreased by about 1/30 at 2 weeks after birth. This study establishes the basis for future research on density control of K+ ions. In the future, A-type current and Kv4.2 mRNA decomposition process will be determined at various stages.