小脳皮質インターニューロンによる小脳神経回路網の伝達制御機構の解析

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代謝型グルタミン酸受容体2型(mGluR2)プロモーター下にヒト・インターロイキン2型受容体アルファサブユニットとGFPの融合タンパク(IL-2R/GFP)を発現するトランスジェニックマウス(IL-2R/GFPマウス)を用いて、小脳および網膜のインターニューロンの機能を明らかにする目的で以下の実験を行った。(1)小脳スライス上でGFPの蛍光を指標にGABA作動性インターニューロンであるゴルジ細胞を同定し、ゴルジ細胞のグルタミン酸作動性シナプスの解析を電気生理学的に行った。イオンチャンネル型受容体、およびGABAB受容体のアンタゴニスト存在下で抑制性後シナプス電位(IPSP)が発生することを見い出した。このIPSPが代謝型グルタミン酸受容体(mGluR)のアンタゴニストにより消失すること、mGluR2のノックアウトマウスのゴルジ細胞ではIPSPが消失することから、グルタミン酸シナプスでmGluR2を介してIPSPが生じることが明らかとなった。(2)IL-2R/GFPマウスでは、ヒトIL-2Rを選択的に認識するイムノトキシンを中枢神経に局所投与するとトランスジーンを発現する細胞が選択的に脱落する。網膜では、トランスジーンが、mGlUR2の分布と一致して、コリン作動性アマクリン細胞に特異的に発現する。イムノトキシン局所投与によりコリン作動性アマクリン細胞の選択的破壊実験をおこなった。その結果、網膜内の神経ネットワークの情報抽出過程で、光の動きに対して方向選択性が生じるが、これにコリン作動性アマクリン細胞が必須であることを示した。またコリン作動性アマクリン細胞消失後、視運動性眼球運動が障害されることから、網膜での方向選択性により視運動性眼球運動がコントロールされることが示唆された。