中枢ニューロンの代謝型グルタミン酸受容体応答に対する細胞外カルシウムの作用

细胞外钙对中枢神经元代谢型谷氨酸受体反应的影响

基本信息

批准号：
13780630
负责人：
田端俊英
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

代謝型グルタミン酸受容体mGluRは中枢神経系の最も一般的な興奮性伝達物質グルタミン酸を受容し、学習・記憶の生物学的基礎であるシナプス可塑性に関与する重要な受容体である。近年発現系を用いた研究によってmGluRがグルタミン酸だけでなく細胞外カルシウムによっても活性化あるいは機能修飾される可能性が示唆された。本研究では1型mGluR(mGluRl)を自然発現する単離培養マウス小脳プルキンエ細胞を標本として、細胞外カルシウムが実際に中枢ニューロンの自然発現mGluRの機能に影響を与えるか否かを検討した。カルシウム・イメージングにより、mGluRlにカップルした細胞内ストア・カルシウム放出を測定した。生理学的濃度(2mM前後)の細胞外カルシウムをプルキンエ細胞に急速投与すると、この細胞内ストア・カルシウム放出が起こることを観察した。またこの反応はmGluRlノックアウト・マウス由来のプルキンエ細胞では見られなかった。これらの結果は細胞外カルシウムが中枢ニューロン自然発現mGluRを直接活性化し得ることを示している。パッチクランプ法によってmGluRlとカップルした内向き陽イオン電流を指標に、プルキンエ細胞mGluRlのグルタミン酸類似体DHPGに対する応答性を調べた。2mMの細胞外カルシウムの存在下では非存在下に比べて低濃度のDHPGによって内向き電流を活性化できた。また2mMの細胞外カルシウムは内向き電流の振幅を増大させ、不活性化を加速することが分かった。これらの結果から、細胞外カルシウムが中枢ニューロン自然発現mGluRのグルタミン酸応答性を増強することが明らかになった。本研究の成果は生理的条件下で細胞外カルシウムが恒常的にシナプス可塑性などmGluRの関与する中枢ニューロン機能を促進していることを示唆している。

代谢性谷氨酸受体mglur接受谷氨酸，这是中枢神经系统中最常见的兴奋性发射器，并且是突触可塑性涉及的重要受体，是学习和记忆的生物学基础。使用表达系统的最新研究表明，MGLUR不仅可以被谷氨酸激活或在功能上修饰，而且还可以通过细胞外钙来改变。在这项研究中，我们研究了使用孤立的培养的小鼠小脑Purkinje细胞自然表达1 Mglur（mglurl）的细胞外钙是否实际影响中央神经元中自然表达的mglur的功能。通过钙成像测量了与mglurl结合的细胞内储存钙释放。我们观察到，在生理浓度（约2 mM）上快速施用细胞外钙，导致细胞内储存钙的释放。此外，在源自mglurl敲除小鼠的浦肯野细胞中没有看到这种反应。这些结果表明，细胞外钙可以直接激活天然表达的中央神经元mglur。 Purkinje细胞对谷氨酸类似物DHPG的反应性使用贴剂夹紧与MGLURL结合的内向阳离子电流进行了研究。在存在2 mM细胞外钙的情况下，与缺失相比，DHPG浓度较低，向内电流可以激活。还发现2 mM细胞外钙会增加内向电流的振幅并加速失活。这些结果表明，细胞外钙增强了天然表达的中央神经元mglur的谷氨酸反应性。这项研究的结果表明，在生理条件下，细胞外钙促进了涉及mglur的突触可塑性，例如突触可塑性。