抑制シナプスの長期増強による視覚野可塑性の感受性期抑制

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抑制性シナプス伝達による感受性期の制御機構を調べる目的で、視覚野2/3層錐体細胞の抑制性シナプス後電流(IPSC)とその長期増強を、正常マウスと感受性期の開始が遅延する暗室飼育マウス及び感受性期が開始しないGAD65ノックアウトマウス(GAD65-KO)で比較した。昨年度の研究で、感受性期開始前期(生後16-20日)から感受性期(生後25-3日)にかけて抑制性シナプス伝達とその長期増強に顕著な促進が正常マウスでは起きるが、暗室飼育とGAD65-KOマウスでは、感受性期になっても正常マウスの感受性期開始前期のレベルを超えない結果を得た。本年度の研究では、暗室飼育マウスに2日間の視覚体験を与えると、抑制性シナプス伝達とその長期増強が急速に上昇することを見出した。また、GAD65-KOにdiazepamを投与すると、シナプス伝達と長期増強に促進が見られた。これらの結果は、短期間の視覚入力により抑制性伝達とその長期増強が急速に上昇し、一定のレベルに達すると感受性期が開始することを示唆している。また、GABAの量が低下していてもGABA_A受容体の作用を薬理的に促進することにより、視覚入力が抑制を促進し、感受性期を開始させることが分かった。長期増強の誘発には錐体細胞から放出されるBDNFが必要であり、視覚入力に依存してBDNF発現レベルが増加するので、開眼後の短い感受性期開始前期の間に、急速に抑制性伝達が強化され、感受性期が始まるものと考えられる。感受性期が始まってからも感受性期の間は大きな長期増強が起こるので、長期増強は感受性期の制御だけでなく、視覚反応の経験依存的成熟自体にも寄与する可能性が強いと思われる。