外来性グルタミン酸受容体遺伝子の導入によるパーキンソン病の治療の開発

导入外源谷氨酸受体基因开发帕金森病治疗方法

基本信息

批准号：
14770702
负责人：
渡辺克成
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Gunma University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

[目的]パーキンソン病の諸症状に対する、視床下核(STN)の高頻度電気刺激術の作用機序については解明されていない。パーキンソン病の症状は、STNやその興奮性入力を受ける大脳基底核の出力核の過剰な活動に起因すると考えられている。そこで本研究において、STNの高頻度電気刺激に対する大脳基底核の出力核の応答について脳スライス標本を用いて解析した。[方法]生後2〜3週齢のラットを用い、視床下核と黒質網様部(SNr)を含む傍矢状断の脳スライス標本を作成した。STNのトレイン電気刺激(0.1ms duration、<100μA,5 train、50〜200Hz)に対するSNrの細胞の応答をホールセル・パッチクランプ法を用いて記録した。[結果]Nakanishiらの報告をもとにして、電気生理学的にSNrのGABAニューロンの同定を行った。Action potentialのdurationが比較的短く(およそ1ms)、10Hz以上の自発発火活動を示し、depolarizing current pulseによって更に高頻度の発火活動が誘発されspike accommodationしない、またhyperpolarizing current pulseによってh電流が見られない、以上の性質を持つものをGABAニューロン(n=45)と判定した。次にSTNの単発電気刺激に対するSNrニューロンの応答をvoltage clamp法で記録し、刺激後に早期のEPSC(excitatory postsynaptic current)とそれに続くIPSC(inhibitory postsynaptic current)の2つの成分がoverlappingしていることを確認した。これをもとにEPSCとIPSCのpeakにおける電流-電圧曲線をプロットすると、それぞれの反転電位がおよそ0mV、-60mVであることから、グルタミン酸電流、GABAA電流であることが推測された。更に、視床下核の電気刺激後に見られるIPSPの成分がGABAA受容体の拮抗薬の投与によって消失し、IPSPはGABAA電流であることを確認した。STNの5連発電気刺激に対するSNrニューロンの応答を、currnt clamp法で記録した。刺激頻度が高くなるにつれて、特に130Hz以上の高頻度刺激で、action potentialが追随することが出来なくなり、かつover shootまでの閾値に達しないでEPSPに留まる様になった(Fig.2)。更に、GABAA受容体の拮抗薬の投与によって、action potentialが高頻度刺激に対して追随するようになった。[結諭]STNの連続刺激は、大脳基底核の出力核の応答を刺激頻度依存性に抑制する。STN-SNrシナプスは興奮性投射であるため、STNの連続刺激は他の抑制性機序を積極的に作用させることによって効果を発現することが示唆された。

[目的]尚未阐明高频电刺激（STN）对帕金森氏病的各种症状的作用机理。帕金森氏病的症状被认为归因于接受STN的基底神经节的输出核过多的活性及其兴奋性输入。因此，在这项研究中，我们分析了使用脑切片样品对基底神经节的输出核对STN高频电刺激的响应。方法：使用2-3周大的大鼠制备了含有丘脑下核和底核核核和黑质的核核样品（SNR）。使用全细胞贴片夹技术记录了SNR对SNR对训练STN的电刺激（持续时间为0.1 ms，<100μA，5列，50-200 Hz）的细胞反应。 [结果]根据Nakanish等人的报告，我们在电生理上鉴定了SNR的GABA神经元。确定具有上述特性的GABA神经元是相对较短的持续时间（约1 ms），并且自发发射活性为10 Hz或更高，并且向造成更频繁的发射活性诱导的分裂电流脉冲，并且未通过超磨损的电流脉冲和GABA神经元（n = 45）观察到尖峰。接下来，使用电压夹方法记录了SNR神经元对STN的单电刺激的反应，并证实了EPSC早期EPSC的两个成分（兴奋性突触后电流），然后是抑制性突触后电流（IPSC），在刺激后重叠。基于此，当绘制了EPSC和IPSC峰的电流 - 电压曲线时，每个电压曲线的反转电位约为0mV和-60mV，这表明谷氨酸电流和GABAA电流是谷氨酸电流。此外，已经证实，在丘脑下核的电刺激后，IPSP的成分通过施用GABAA受体的拮抗剂消失了，而IPSP是GABAA电流。使用Currn夹具记录了SNR神经元对STN连续五个连续的电刺激的反应。随着刺激频率的增加，动作电位变得无法遵循，尤其是在高频高于130 Hz的情况下，并且有可能保留在EPSP中，而无需达到过时的阈值（图2）。此外，GABAA受体拮抗剂的施用导致了高频刺激的动作潜力。 [true] STN的顺序刺激以刺激频率依赖性方式抑制基底神经节的输出核的响应。由于STN-SNR突触是兴奋性预测，因此建议通过对其他抑制机制作用，对STN的串行刺激产生影响。