可塑性遺伝子産物の構造と機能

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シナプス活動による神経の可塑的変化は、発達期における神経回路網の形成だけでなく、記憶・学習などの脳の高次機能の素子過程と考えられている。神経の可塑性には伝達効率の変化だげでなく、シナプス結合の形態学的変化も伴い、特に記憶の長期保持(LTPの維持相)には後者の方が重要な役割を果たしている。本研究は、神経活動によるシナプス伝達効率の上昇、さらにシナプス結合の変化を引き起こす遺伝子(可塑性遺伝子)を単離し、遺伝子産物の生理機能を明らかにすることを目的とする。海馬のcDNAライブラリーから、subtraction-differential hybridization法を用いて、電撃痙攣刺激後、急速に誘導される新しい最初期遺伝子を見いだした。これらは電気ショックだけでなく、LTPを誘発する高頻度刺激やNMDA受容体遮断薬で発現量が調節されることから、可塑性遺伝子と考えられる。我々は、誘導型プロスタグランジン合成酵素Cox2(Cyclooxygenase-2)も可塑性遺伝子産物の一つであることを既に報告しているが、今年度は、そのノックアウトマウス(KO)を用いて、神経可塑性におけるcox-2の役割を解析した。in vivoで、内嗅皮質からの貫通線維を頻回刺激し、海馬歯状回分子層で後発射(after discharge)を記録することによって、痙攣重積状態(status epilepticus)への移行の早さをワイルドタイプ(WT)と比較した。その結果、予想に反し、、cox-2KOでは、WTに比較して、statusへの移行が遅れていることが明らかになった。さらに、cox-2特異的阻害剤であるnimesulideもstatusへの移行を遅らせた。以上の結果から、刺激によって誘導されたcox-2が、「てんかん」という脳の病的可塑性において、病態を悪化させ、痙攣重積状態に移行しやすくすると考えられた。