環境変化に応じた嗅覚応答性の最適化

优化嗅觉响应能力以应对环境变化

基本信息

批准号：
10J08084
负责人：
河合喬文
金额：
$ 0.9万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

申請者は、個体が環境変化に応じて自らの嗅覚応答性を最適化する機構に関してこれまで研究を行ってきた。前年度までに、申請者は嗅覚系の実験動物としてよく用いられるキンギョを使用し、生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)と呼ばれる神経ペプチドが、嗅覚系神経回路の情報処理に対して促進的に作用するという現象を見出した。そこで今年度は、GnRHを嗅覚系神経回路へと放出する役割を担う終神経GnRHニューロンに着目し、これらの神経活動を制御する仕組みについて検証を行った。その結果、終神経GnRHニューロンへ投射する抑制性シナプス入力により、普段は規則的な発火活動を示している終神経GnRHニューロンが高頻度発火(バースト発火)モードに切り替わるという現象が認められることが分かった。この高頻度発火は終神経GnRH系がGnRHを放出する隙に重要であると考えられている。そのため、次にこれらの現象をもたらす仕組みについて研究を進めた。その結果、以下のことが明らかとなった。(1)この抑制性シナプス入力はアセチルコリン作動性入力により、終神経GnRHニューロン上のムスカリン型アセチルコリン受容体が活性化することで引き起こされること。(2)過分極応答はK+の透過性増大によってもたらされること。(3)この過分極応答により、電位依存性Naチャネル及びCaチャネルの不活性化が外れ、持続的脱分極が生じることで高頻度発火がもたらされること。今回示した現象は神経生理学的に見ても非常に珍しく、本研究によりその機構の解明まで至ることができた。以上の一連の仕事内容については現在論文投稿準備中である。

申请人先前已经对个人对环境变化进行优化自己的嗅觉反应的机制进行了研究。到上一年，申请人使用了嗅觉系统中通常用作实验动物的金鱼，并发现一种称为促性腺激素释放激素（GNRH）的神经肽可以促进嗅觉系统神经通道中信息的处理。因此，今年，我们专注于GNRH神经元，这些神经元在将GnRH释放到嗅觉神经回路中发挥作用，并检查了控制这些神经活动的机制。结果，发现抑制性突触输入突出到末端神经的GnRH神经元上，切换到末端神经的GNRH神经元，通常表现出正常的放射活性，进入高频（爆发）模式。这种高频射击被认为在最终神经元GNRH系统释放GNRH的差距中很重要。因此，我们接下来对导致这些现象的机制进行了研究。结果，以下清楚：（1）这种抑制性突触输入是由毒蕈碱乙酰胆碱受体在末端神经GNRH神经元上通过乙酰胆碱能输入的激活引起的。（2）超极化响应是由K+渗透性增加引起的。（3）这种超极化响应导致电压依赖性钠和CA通道失活，导致由于发生持续去极化而导致高频射击。即使从神经生理学的角度来看，这次表现出的现象也非常罕见，这项研究使我们能够阐明其机制。目前，上述一系列工作正在准备提交论文。