高速イメージングによる昆虫単一神経細胞内情報処理の解析

使用高速成像分析单个昆虫神经元内的信息处理

基本信息

批准号：
11168229
负责人：
小川宏人
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Saitama Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

コオロギの巨大介在ニューロン(giant intemeuron : GI)を材料として、単一神経細胞内活動を高速イメ一ジング法によって可視化し、細胞内の局所的演算機能を明らかにすること試みた。その結果、カルシウム濃度感受性蛍光色素Oregon green BAPTA-1とフォトダイオード・アレイおよびIntensified CCDカメラシステムを用いて、単発の活動電位に伴う一過性の細胞内カルシウム濃度上昇(Ca transient)を捉えるのに成功した。このCa transientは活動電位数と頻度に依存し、また、受容体チャネルからの流入や代謝型受容体を介した細胞内ストアからの放出によるものではなく、電位依存性チャネルからの流入によるものであることが確認された。一方、左右の尾葉神経束をそれぞれ刺激したところ、刺激する神経束によってGI樹状突起内のCa transientのamplitudeが異なった。これらの結果から、GI内Ca濃度変化がシナプス入力に依存するメカニズムについて、次の2つの可能性が示唆された。1.GIの樹状突起内を逆伝搬する活動電位によるCa transientがシナプス入力によって増幅される。2.GI内における活動電位発生部位/伝搬様式自身がシナプス入力によって変化する。そこで、GI軸索への逆行性刺激とシナプス刺激で誘導されるCa transientを比較したところ、逆行性活動電位が引き起こすCa transientは、シナプス刺激誘導性活動電位によるCa transientよりも小さかった。さらに逆行性活動電位と閾値下のEPSPを同期して発生させた場合のCa transientは、逆行性活動電位のみの場合のものと有意な差は見られなかった。以上の結果から、GI内の逆行性活動電位誘導性Ca transientはシナプス入力の有無によって修飾されないことが分かった。

使用板球的巨型中间神经元（GIS）作为材料，我们通过快速成像方法可视化单个神经元内的活性，并试图揭示细胞内的局部算术功能。结果，我们成功地捕获了使用钙浓度敏感荧光染料俄勒冈绿色BAPTA-1，光电二极管阵列和加强的CCD摄像头系统的细胞内钙浓度（CA瞬变）的瞬时增加。该CA瞬变取决于动作电位和频率的数量，并且被证实是由于电压依赖性通道而不是受体通道的涌入或通过代谢受体从细胞内存储中释放。另一方面，当刺激左和右尾神经束时，GI树突中Ca瞬态的幅度取决于刺激的神经束。这些结果表明，GI中Ca浓度的变化取决于突触输入的机制的两种可能性：1。CA瞬变由于动作电位引起的瞬时，通过GI的树突向后传播，会通过突触输入扩大。 2。动作电位生成/传播模式本身随着突触输入而变化。因此，当将逆行刺激与GI轴突与突触刺激诱导的CA瞬变进行比较时，由逆行动作电位引起的Ca瞬变小于突触刺激引起的瞬变。此外，当与亚阈值EPSP同步产生逆行动作电位时，在CA瞬变中未观察到显着差异。从上述结果中可以发现，在存在或不存在突触输入的情况下，不改变GIS内GIS内的CA瞬变。