シナプス可塑性－軸索伝導可塑性連関の解明

本年度は、ラット海馬の薄切片（スライス標本）を用い、電気条件刺激によってシナプス可塑性を誘導させたときの軸索伝導可塑性を検討した。海馬CA1ニューロンの細胞体からホールセル記録を行い、興奮性シナプス後電流（excitatory postsynaptic current: EPSC）と逆行性活動電位を記録して電気条件刺激による変化を観察した。可塑的変化を誘導するための電気条件刺激として、1回あるいは3回のテタヌス刺激（100 Hz, 100発から構成，シナプスの長期増強《long-term potentiation: LTP》を誘導する）、1 Hz, 200発から構成される低頻度刺激（シナプスの長期抑圧《long-term depression: LTD》を誘導する）を用いた。EPSC振幅の経時的測定を行い、1回のテタヌス刺激によるシナプスLTPの誘導が確認された細胞において、逆行性活動電位の潜時はテタヌス刺激後より徐々に短縮し、刺激後約15分で有意な変化に達した。有意な変化は、その後約25分間にわたって持続した。この潜時短縮は、LTPの誘導を抑制するカルシウムキレート剤の細胞内投与により阻害された。3回のテタヌス刺激では、1回のテタヌス刺激よりも大きなLTPが誘導されたものの、潜時は刺激直後より逆に延長し、約60分間延長したままだった。低頻度刺激の場合では、LTDの誘導の有無に関わらず、有意な潜時変化は認められなかった。以上のことから、軸索伝導可塑性がシナプス可塑性に関連して生じる可能性が考えられた。また、シナプス可塑性の方向と軸索伝導可塑性の方向が必ずしも一致しないことが示唆され、シナプス可塑性－軸索伝導可塑性連関の新たな側面を見出すことができた。

本年度は、ラット海馬の薄切片（スライス標本）を用い、電気条件刺激によってシナプス可塑性を誘導させたときの軸索伝導可塑性を検討した。海馬CA1ニューロンの細胞体からホールセル記録を行い、興奮性シナプス後電流（excitatory postsynaptic current: EPSC）と逆行性活動電位を記録して電気条件刺激による変化を観察した。可塑的変化を誘導するための電気条件刺激として、1回あるいは3回のテタヌス刺激（100 Hz, 100発から構成，シナプスの長期増強《long-term potentiation: LTP》を誘導する）、1 Hz, 200発から構成される低頻度刺激（シナプスの長期抑圧《long-term depression: LTD》を誘導する）を用いた。EPSC振幅の経時的測定を行い、1回のテタヌス刺激によるシナプスLTPの誘導が確認された細胞において、逆行性活動電位の潜時はテタヌス刺激後より徐々に短縮し、刺激後約15分で有意な変化に達した。有意な変化は、その後約25分間にわたって持続した。この潜時短縮は、LTPの誘導を抑制するカルシウムキレート剤の細胞内投与により阻害された。3回のテタヌス刺激では、1回のテタヌス刺激よりも大きなLTPが誘導されたものの、潜時は刺激直後より逆に延長し、約60分間延長したままだった。低頻度刺激の場合では、LTDの誘導の有無に関わらず、有意な潜時変化は認められなかった。以上のことから、軸索伝導可塑性がシナプス可塑性に関連して生じる可能性が考えられた。また、シナプス可塑性の方向と軸索伝導可塑性の方向が必ずしも一致しないことが示唆され、シナプス可塑性－軸索伝導可塑性連関の新たな側面を見出すことができた。