発達期小脳における過剰な登上線維-プルキンエ細胞シナプスの選別と除去のメカニズム

发育中小脑中过度攀爬纤维-浦肯野细胞突触的分选和去除机制

• 批准号: 13210060
• 负责人: 橋本 浩一
• 金额: $ 3.84万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13210060/
• 关键词: プルキンエ細胞; 小脳; 発達; 登上線維; シナプス

成熟動物の小脳プルキンエ細胞は一本の登上線維によってのみ支配を受けるが、発達初期には一時的に複数の登上線維による支配を受けている。シナプス形成直後の多重支配している登上線維は、それぞれ同じような強さのシナプスを形成しているが、生後一週目までに一つのプルキンエ細胞上で、一本の最大振幅を発生する強力な登上線維入力(multi-L)と、それ以外の弱い登上線維入力(multi-S)が混在して見られるようになる。multi-Lは将来残存すると考えられる入力線維、multi-Sは排除される線維ではないかと考えられるので、これらの間の機能的な差に関して電気生理学的手法を用いて解析した。低親和性AMPA受容体阻害剤であるPDAの効果を比較したところ、multi-Lはmulti-Sに比べて阻害効果が弱く、シナプス間隙のグルタミン酸濃度が高いことが示唆された。さらに、細胞外カルシウム濃度を下げて膜融合するシナプス小胞の数を減らした状態でPDAの阻害効果を比較したところ、その阻害効果が増大した。これは、シナプス小胞の放出確率が下がると、シナプス間隙の伝達物質濃度が下がることを意味している。もし一つのシナプス間隙に単一のシナプス小胞が放出されるならば、放出確率が下がってもシナプス間隙のグルタミン酸濃度は変化しないはずであるため、この結果はシナプス間隙の比較的狭い領域に複数のシナプス小胞から伝達物質が放出されていることを示している。この放出確率減少によるPDAの効果の増大が、multi-Sでは顕著に見られなかった。これは、multi-Sでは、シナプス間隙に伝達物質を放出するシナプス小胞の数が、multi-Lに比べて少ないことを示唆する。以上の結果より、将来残存する登上線維の選別に伴い、シナプス前終末の機能的な性質に変化が生じていることが示唆された。

Mature small animal の 脳 プ ル キ ン エ cells は a の on line d に よ っ て の み dominate を by け る が, 発 early に は transient に plural の on line d に よ る dominate を by け て い る. シ ナ プ ス form straight after multiple dominant し の て い る on line d は, そ れ ぞ れ じ with よ う な strong さ の シ ナ プ ス を form し て い る が, one week after the raw mesh ま で に a つ の プ ル キ ン エ で on cells, the maximum amplitude of a の を 発 raw す る powerful な on line (multi - L) と into force, そ れ outside の weak い on line d into force (multi -S)が mixed in て て see られるようになる. Multi - L は future residual す る と exam え ら れ る は ruled out into the lines of force d, multi - S さ れ る line d で は な い か と exam え ら れ る の で, こ れ ら の の function between な poor に masato し て electric 気 physiology gimmick を with い て parsing し た. Let body resistance on the low affinity AMPA harm tonic で あ る PDA の unseen fruit を compare し た と こ ろ, multi - L は multi - S に than べ て resistance against unseen fruit が weak く, シ ナ プ ス clearance の グ ル タ ミ ン acid concentration high が い こ と が in stopping さ れ た. さ ら に, extracellular カ ル シ ウ ム concentration under を げ て membrane fusion す る シ ナ プ ス small cell の number を minus ら し た state で PDA の resistance against unseen fruit を compare し た と こ ろ, そ の resistance against unseen fruit が raised large し た. こ れ は, シ ナ プ ス vesicular の release rate under が indeed が る と, シ ナ プ ス clearance の が 伝 of matter concentration under が る こ と を mean し て い る. も し a つ の シ ナ プ ス clearance に 単 a の シ ナ プ ス vesicular が release さ れ る な ら ば, release of probability under が が っ て も シ ナ プ ス clearance の グ ル タ ミ ン acid concentration は variations change し な い は ず で あ る た め, こ の results は シ ナ プ ス clearance の areas of narrow い に plural の シ ナ プ ス vesicular か ら 伝 of substances released が さ れ て い る こ と を shown し て い Youdaoplaceholder0. The release accuracy rate of <s:1> <s:1> decreased によるPDA effect <e:1> increased が, multi-Sで 顕 顕 by に see られな 顕 った. こ れ は, multi - S で は, シ ナ プ ス clearance に 伝 of substances released を す る シ ナ プ ス vesicular の が, multi - L に than べ て less な い こ と を in stopping す る. の above results よ り, future residual す る on line d の choose don't に い, シ ナ プ ス before final の function に な properties - the が raw じ て い る こ と が in stopping さ れ た.

项目成果

Miyata M: "Deficient long-term synaptic depression in the rostral cerebellum correlated with impaired motor learning in phospholipase C beta4 mutant mice"European Journal of Neuroscience. 13. 1945-1954 (2001)

Miyata M：“小脑头端缺乏长期突触抑制与磷脂酶 C beta4 突变小鼠运动学习受损相关”《欧洲神经科学杂志》。

Nishi M: "Motor discoordination in mutant mice lacking junctophilin type3"Biochemical and Biophysical Research Communications. (in press).

Nishi M：“缺乏亲联蛋白 3 型的突变小鼠的运动失调”生物化学和生物物理研究通讯。

McGee AW: "PSD-93 knock-out mice reveal that neuronal MAGUKs are not required for development or function of parallel fiber synapses in cerebellum"Journal of Neuroscience. 21. 3085-3091 (2001)

McGee AW：“PSD-93 敲除小鼠揭示，小脑平行纤维突触的发育或功能不需要神经元 MAGUK”《神经科学杂志》。

Hashimoto K: "Roles of GluR δ2 and mGluR1 in climbing fiber synapse elimination during postnatal cerebellar development"Journal of Neuroscience. 21. 9701-9712 (2001)

Hashimoto K：“GluR δ2 和 mGluR1 在出生后小脑发育过程中攀爬纤维突触消除中的作用”《神经科学杂志》21. 9701-9712（2001）。

Yoshida T: "Endogenous cannabinoids mediate retrograde signal for depolarization-induced suppression of inhibition in cerebellar Purkinje cells"Journal of Neuroscience. 22. 1690-1697 (2002)

Yoshida T：“内源性大麻素介导逆行信号，以抑制小脑浦肯野细胞去极化诱导的抑制”神经科学杂志。