培養神経細胞を用いたシナプス形成とカルシウムチャネルとの関係の解析

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神経細胞は細胞とシナプスを形成することにより情報を伝達する。そして、脳としての高次機能もシナプスの形成に依存している。このシナプスの形成・維持は恒常的なものではなく、記憶・学習や神経疾患時に大きく変動することが示唆され、シナプスの可塑性と呼ばれている。本研究は、培養神経細胞を用いて、数個から十個程度の細胞で簡単なネットワ-クを構築させ、その時のシナプス形成に必要な因子を特に細胞内カルシウム濃度の調節に重要なカルシウムチャネルを中心に解析することを目的とする。(1)シナプス形成の条件の検討:ラット胎児脳の各部位を培養し、シナプスを形成する条件の検討を行った。その結果、記憶に重要な役割を果たしていると考えられる海馬の培養条件として、胎児の日齢16〜18日目、培養密度は約20万cells/cm^2、ポリリジンコ-トしたカバ-グラス上に培養することが至適条件であることが明らかになった。細胞密度を上げ酵素処理を工夫することによりグリア細胞のフィ-ダ-レ-ヤ-を必要としなくなった。(2)細胞内カルシウム濃度の多点同時解析:こうして得られた培養細胞にFuraー2を負荷し、細胞内カルシウム濃度の時間的および空間的変動を記録した。培養7日目頃から多くの神経細胞で同期した細胞内カルシウム濃度の変動が記録でき、シナプスが形成されていることが明らかになった。各種の神経栄養因子を培養液に添加してみたが、短時間内での作用は認められなかった。長期作用としては、神経栄養因子の生存に対する効果との分離が今後の課題である。(3)単離細胞のカルシウム電流:生後2週齢のラット視床下部から神経細胞を単離し、カルシウムチャネル電流の解析を行った。塩基性線維芽細胞成長因子がLタイプのカルシウム電流を短期作用として増大させることが明らかになった。