IP3受容体ダイナミクスによるシナプス可塑性制御機構の解明

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神経細胞では、小胞体膜上のカルシウム放出チャネルであるIP_3受容体タイプ1(IP_3受容体1)からのカルシウム放出が様々な神経活動に重要な役割を持っている。IP_3受容体1が多く発現している小脳プルキンエ細胞では、スパイン(棘突起)内で局所的に起こるIP_3受容体1からのカルシウム放出が、長期抑圧の誘導に関与していることが知られている。しかし、どのように局所的なカルシウム放出が制御されているかは明らかになっていなかった。そこで、私はIP_3受容体1の密度が神経活動依存的にダイナミックに変化し、それが局所的なカルシウム放出に関わっているのではないかと予想し、その解明を試みた。IP_3受容体1のスパインにおける動態を明らかにするために、小脳スライスに遺伝子銃を用いてGFPを融合したIP_3受容体1(GFP-IP_3受容体1)を発現させ、蛍光退色回復法により、動態を観察した。その結果、プルキンエ細胞のスパインにおいて、IP_3受容体1の拡散はアクチン骨格により制御されていることを明らかにした。また、IP_3受容体1の動態が神経活動依存的に変化するかどうか明らかにするために、グルタミン受容体のアゴニストで刺激した所、IP_3受容体1の拡散が遅くなることが分かった。またこの刺激によりスパインにおけるアクチン骨格が増加することも明らかにした。これよりスパインにおいて神経活動依存的にIP_3受容体1の動態が変化し、その変化にはアクチン骨格が関わっている可能性が示唆された。