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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13780630/
• 关键词: 中枢神経系; ニューロン; 代謝型グルタミン酸受容体; 小脳; プルキンエ細胞; 細胞外カルシウム; パッチクランプ; カルシウム・イメージング; カルシウム; シナプス; 可塑性; マウス; ダイナミック・レンジ; 増強

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。

Metabolic type グ ル タ ミ ン acid by let body mGluR は central 経 god is の most も general な excitatory 伝 of material グ ル タ ミ ン acid を let し, the basis of learning, memory の biology で あ る シ ナ プ ス plasticity に masato and す る important な by let body で あ る. を 発 now department in recent years with い た research に よ っ て mGluR が グ ル タ ミ ン acid だ け で な く extracellular カ ル シ ウ ム に よ っ て も activeness あ る い は function modified さ れ が る possibility in stopping さ れ た. This study で は mGluR type 1 (mGluRl) を natural 発 now す る 単 from cultivating マ ウ ス small 脳 プ ル キ ン エ cells を specimen と し て, extracellular カ ル シ ウ ム が be interstate に central ニ ュ ー ロ ン の natural 発 now mGluR の function に influence を and え る か no か を beg し 検 た. カ ル シ ウ ム · イ メ ー ジ ン グ に よ り, mGluRl に カ ッ プ ル し た intracellular ス ト ア · カ ル シ ウ ム release を determination し た. Physiological concentration (2 mm) before and after の extracellular カ ル シ ウ ム を プ ル キ ン エ cells に rapid shots and す る と, こ の intracellular ス ト ア · カ ル シ ウ ム released since が こ る こ と を 観 examine し た. ま た こ の anti 応 は mGluRl ノ ッ ク ア ウ ト · マ ウ ス origin の プ ル キ ン エ cells で は see ら れ な か っ た. こ れ ら の results は extracellular カ ル シ ウ ム が central ニ ュ ー ロ ン natural 発 now mGluR を activeness し directly る こ と を shown し て い る. パ ッ チ ク ラ ン プ method に よ っ て mGluRl と カ ッ プ ル し た introverted き Yang イ オ ン current に を index, プ ル キ ン エ cells mGluRl の グ ル タ ミ ン acid similar body DHPG に す seaborne る 応 a sexual を adjustable べ た. 2 mm の extracellular カ ル シ ウ ム の presence で は the presence of に than べ て low concentration の DHPG に よ っ て き within current を activeness で き た. ま た 2 mm の extracellular カ ル シ ウ ム は き within current amplitude を の raised large さ せ, not active を accelerate す る こ と が points か っ た. こ れ ら の results か ら, extracellular カ ル シ ウ ム が central ニ ュ ー ロ ン natural 発 now mGluR の グ ル タ ミ ン acid 応 を raised a sex strong す る こ と が Ming ら か に な っ た. Achievements of this study の は physiological conditions で extracellular カ ル シ ウ ム が constant に シ ナ プ ス plasticity な ど mGluR の masato and す る central ニ ュ ー ロ ン function を promote し て い る こ と を sucking in し て い る.

项目成果

Tabata T.: "Heterogeneous intrinsic firing properties of vertebrate retinal ganglion cells"Journal of Neurophysiology. 87・1. 30-41 (2002)

Tabata T.：“脊椎动物视网膜神经节细胞的异质内在放电特性”神经生理学杂志87・1（2002）。

T.Tabata: "Extracellular calcium regulates the dynamic range of metabotropic receptor-mediated response"Soc.Neurosci.Abst. 27. 493-493 (2001)

T.Tabata：“细胞外钙调节代谢受体介导的反应的动态范围”Soc.Neurosci.Abst。

Y.Fukudome: "The effects of IGF-I on the morphological and functional development of cerebellar Purkinje cells"Jpn. J. Physiol. (印刷中).

Y.Fukudome：“IGF-I 对小脑浦肯野细胞形态和功能发育的影响”Jpn. Physiol。

Tabata T.: "Extracellular calcium controls the dynamic range of neuronal metabotropic glutamate receptor responses"Molecular and Cellular Neuroscience. 20・1. 56-68 (2002)

Tabata T.：“细胞外钙控制神经元代谢型谷氨酸受体反应的动态范围”《分子和细胞神经科学》20・1（2002）。

T.Tabata: "Control of the dynamic range of metabotropic glutamate receptor by extracellular calcium"Molecular Cellular and Neuroscience. (印刷中). (2002)

T.Tabata：“细胞外钙对代谢型谷氨酸受体的动态范围的控制”《分子细胞和神经科学》（出版中）。