海馬CA3領域特異的NMDA受容体欠損マウスでの痙攣発作亢進の原因解明

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本年度は成熟した脳のCA3領域のNMDA受容体を阻害し、てんかん発作の発症と海馬脳波への影響を検討した。まず、海馬CA3野に存在するNMDA受容体を阻害するため、生後8-12週のマウスのCA3野に局所投与用のカニューレを用いてNMDA受容体の阻害剤を導入した。このマウスに、カイニン酸で誘発するてんかん発作を発症させたところ、有意に発症しやすくなっていることが明らかになった。次に、海馬脳波への影響を検討するため、ウイルスによる遺伝子導入方法を確立した。これは、薬理実験で用いたカニューレによる物理的な脳への障害が、海馬脳波にノイズを加えるために、正確な脳波を検討できないためである。そこで、Cre組換え酵素をコードするアデノ随伴ウイルスを作成し、ガラス電極を用いて、生後8-12週のfGluRzlマウスのCA3領域に局所投与する。この際、40mmの先端をもつガラスピペットで、1mlのウイルスを0.016ml/minの流速で脳に投与すると、脳波に影響しないことを確認した。実際にCreが発現していることを免疫組織学的に確認し、さらに、Creによる遺伝子組み換えが生体内で生じているかどうかをNMDA受容体の免疫染色にて確認した。このように作成したウイルスによる遺伝子欠損マウスでは、海馬CA3領域の40-70%程度のNMDA受容体を欠損させることに成功した。このマウスの海馬脳波を検討したところ、EEGスパイクが生じていることが明らかになった。シリコンプローブを用いて海馬CA3領域の16点から同時記録し、電流源密度解析を行ったところ、EEGスパイクにおいて海馬CA3錐体細胞層上に吸い込みが認められた。この結果から、海馬CA3領域にEEGスパイクの起源があることが示唆された。以上により成熟した脳においてもNMDA受容体からのシグナリングが、海馬の自発発火の制御にも重要であることが明らかになった。