亜鉛による海馬シナプス可塑性ならびに記憶の調節

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記憶学習を司る海馬では、グルタミン酸作動性神経終末のシナプス小胞内に亜鉛が存在する。この亜鉛は神経活動に伴いグルタミン酸と共に放出され、シナプス伝達やグリア細胞の活動を調節する。記憶や学習の基盤はシナプスの可塑的な変化と考えられており、シナプス伝達効率が上昇した状態が長期間持続する長期増強(LTP:long-term potentiation)は、その一つである。LTP発現メカニズムは、CA1(Schaffer collateralシナプス)ではポスト側の応答性変化に依存するが、CA3(mossy fiberシナプス)ではプレ側に依存し、開口放出変化が重要な役割を担うと考えられている。LTP発現における亜鉛の役割がSchaffer collateralシナプスとmossy fiberシナプスとで異なる可能性があり、両シナプスでのLTPに対する亜鉛の作用を検討した。その結果、CA1領域のLTPは塩化亜鉛(5μM)添加により増強された。それに対し、CA3領域のLTPは同濃度の亜鉛添加により抑制された。さらに、mossy fiberから放出された亜鉛は同終末に再取り込みされ、開口放出過程を抑制し、mossy fiber LTPを抑制的に調節することが示唆された。一方で、Schaffer collateralから放出された亜鉛は同終末にも再取込みされるが、ポスト側CA1錐体細胞に取込まれ、NMDA受容体に依存したメカニズムを促進的に調節することが示唆された。