環境変化に応じた嗅覚応答性の最適化

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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。