抑制性シナプスにおける神経伝達物質ライフタイムの定量的解析

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抑制性シナプス伝達のシナプス後反応の時間経過を決定する因子を検討するために、脳幹の舌下神経運動神経細胞からグリシンを神経伝達物質とする抑制性のシナプス後電流を記録した。シナプス後電流は興奮性シナプス伝達とGABAによる抑制性シナプス伝達をそれぞれの特異的な拮抗薬で抑制した状態で、運動神経の近傍の抑制性の介在神経を細胞外から電気的に刺激することにより誘発した。さらにこのシナプス後電流はグリシン受容体の特異的拮抗薬部であるストイキニンにより完全に阻害された。この方法により、単一の細胞からの抑制性のシナプス入力を記録することが可能であった。まず、シナプスにおける神経伝達物質の放出量を変化させるために、シナプス前終末に存在するカルシウムチャネルの特異的拮抗薬を投与、神経伝達物質放出のカルシウム依存性とシナプス電流の時間経過を検討した。N-typeカルシウムチャネルの拮抗薬であるw-Conotoxin GIVAはシナプス後電流を65%抑制し、P-/Q-Typeカルシウムチャネルの拮抗薬であるw-Agatoxin IVAはシナプス後電流を85%抑制した。両方の拮抗薬を投与によりシナプス電流は完全に抑制された。この事から、脳幹の介在神経細胞の神経伝達物質の放出に預るカルシウムチャネルはN-typeとP-/Q-Typeのカルシウムチャネルでそれ以外のカルシウムチャネルの参与はほとんどないと結論された。一方、シナプス後電流の時間経過はこれらの拮抗薬で伝達物資放出を減少させても変化しなかった。この結果からシナプス間隙内の神経伝達物質の排出機構は生理的な神経伝達物質の放出においては飽和しておらず、伝達物質の排出機構、つまり伝達物質の濃度の変化がシナプス後反応の時間経過を決定する重要な因子であると考えられた。