スライスパッチクランプ記録法による虚血性神経細胞死のメカニズムに関する研究

本年度は以下の2項目について研究を行い、成果を発表した。1.虚血負荷後の海馬CA1錘体細胞で記録されるグルタミン酸受容体電流の特性について虚血後のスナネズミ海馬スライス標本を用いてCA1錘体細胞よりホールセルおよびアウトサイド・アウトパッチクランプ記録を行ない、グルタミン酸受容体の各サブタイプのアゴニストを投与して惹起される電流について定量的に解析し健常細胞と比較した。その結果虚血負荷後の錘体細胞では非NMDA型受容体を介する電流のコンダクタンスは健常細胞より大きく、NMDA型受容体を介する電流のコンダクタンスは小さいことが解り、昨年報告したシナプス後電流の特性の違いはシナプス後膜のグルタミン酸受容体の性質の違いに起因することが示唆された。さらにアウトサイド・アウトパッチクランプ記録からグルタミン酸受容体各サブタイプの単一チャネル・コンダクタンスも健常細胞と異なっていることが明らかになり、受容体タンパクのサブ・ユニット構成の違いが示唆された。2.海馬CA1錘体細胞で記録されるグルタミン酸受容体電流に及ぼすクモ毒投与の効果スナネズミ海馬スライス標本を用いて、CA1錘体細胞よりホールセル記録および単一チャネル記録を行なって興奮性シナプス後電流(EPSC)およびグルタミン酸受容体の各サブタイプのアゴニストを投与して惹起される電流を記録し、それらに対するクモ毒(JSTXとそのアナログ)の投与の効果を検討した。その結果JSTXアナログは非NMDA型受容体チャネルを流れる電流の一部を濃度依存性かつ可逆的にブロックすることが解った。虚血負荷後の海馬CA1錘体細胞で記録されるグルタミン酸受容体電流に対して同様の実験を行ったところ、非NMDA型受容体チャネルを流れる電流をより低濃度でブロックした。これらの結果から非NMDA型受容体にはJSTXアナログによりブロックされる型とされない型があり、虚血負荷後の海馬CA1錘体細胞では前者の割合が大きいことが示唆された。

本年度は以下の2項目について研究を行い、成果を発表した。1.虚血負荷後の海馬CA1錘体細胞で記録されるグルタミン酸受容体電流の特性について虚血後のスナネズミ海馬スライス標本を用いてCA1錘体細胞よりホールセルおよびアウトサイド・アウトパッチクランプ記録を行ない、グルタミン酸受容体の各サブタイプのアゴニストを投与して惹起される電流について定量的に解析し健常細胞と比較した。その結果虚血負荷後の錘体細胞では非NMDA型受容体を介する電流のコンダクタンスは健常細胞より大きく、NMDA型受容体を介する電流のコンダクタンスは小さいことが解り、昨年報告したシナプス後電流の特性の違いはシナプス後膜のグルタミン酸受容体の性質の違いに起因することが示唆された。さらにアウトサイド・アウトパッチクランプ記録からグルタミン酸受容体各サブタイプの単一チャネル・コンダクタンスも健常細胞と異なっていることが明らかになり、受容体タンパクのサブ・ユニット構成の違いが示唆された。2.海馬CA1錘体細胞で記録されるグルタミン酸受容体電流に及ぼすクモ毒投与の効果スナネズミ海馬スライス標本を用いて、CA1錘体細胞よりホールセル記録および単一チャネル記録を行なって興奮性シナプス後電流(EPSC)およびグルタミン酸受容体の各サブタイプのアゴニストを投与して惹起される電流を記録し、それらに対するクモ毒(JSTXとそのアナログ)の投与の効果を検討した。その結果JSTXアナログは非NMDA型受容体チャネルを流れる電流の一部を濃度依存性かつ可逆的にブロックすることが解った。虚血負荷後の海馬CA1錘体細胞で記録されるグルタミン酸受容体電流に対して同様の実験を行ったところ、非NMDA型受容体チャネルを流れる電流をより低濃度でブロックした。これらの結果から非NMDA型受容体にはJSTXアナログによりブロックされる型とされない型があり、虚血負荷後の海馬CA1錘体細胞では前者の割合が大きいことが示唆された。