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ただし実験標本の違いや、使用する刺激の方法や強度の違い（神経軸索の直接刺激、高カリウム溶液投与などによる神経終末の脱分極、カルシウム[[アンケイジング]]等）、伝達物質放出の記録法（電気生理学的、光学的手法）の違い、そして解析法の違いによって放出可能プールの定義は異なっており、統一的な定義はない。また、放出可能プールは生理学的な概念であるため、形態的な実体がどのようなものか（[[形質膜]]に張り付いた小胞すべてがそうなのか）もよくわかっていない。こうした不確定な放出可能プールの定義の現状は、小胞の放出可能な状態に対応する分子機構・実体が、現在のところ不明で、もっぱら生理的な測定法で小胞プールを推定していることに起因する。たとえば、放出可能プールを推定する際に、神経線維の高頻度刺激により起こる[[シナプス短期抑圧]]が放出可能プールの枯渇によるものだと仮定して（シナプス終末の[[活動電位]]波形、活動電位毎のカルシウム流入量が変化しないという強い仮定をおくのと同義）推定する場合、[[ノイズ解析]]<ref><pubmed> 9660900 </pubmed></ref>を用いる場合、シナプス前終末の脱分極ないしカルシウムアンケイジングで強制的な放出をおこさせる場合を比較すると、同じ標本でも“プール”の大きさは異なる<ref><pubmed> 11998689 </pubmed></ref>。 | ただし実験標本の違いや、使用する刺激の方法や強度の違い（神経軸索の直接刺激、高カリウム溶液投与などによる神経終末の脱分極、カルシウム[[アンケイジング]]等）、伝達物質放出の記録法（電気生理学的、光学的手法）の違い、そして解析法の違いによって放出可能プールの定義は異なっており、統一的な定義はない。また、放出可能プールは生理学的な概念であるため、形態的な実体がどのようなものか（[[形質膜]]に張り付いた小胞すべてがそうなのか）もよくわかっていない。こうした不確定な放出可能プールの定義の現状は、小胞の放出可能な状態に対応する分子機構・実体が、現在のところ不明で、もっぱら生理的な測定法で小胞プールを推定していることに起因する。たとえば、放出可能プールを推定する際に、神経線維の高頻度刺激により起こる[[シナプス短期抑圧]]が放出可能プールの枯渇によるものだと仮定して（シナプス終末の[[活動電位]]波形、活動電位毎のカルシウム流入量が変化しないという強い仮定をおくのと同義）推定する場合、[[ノイズ解析]]<ref><pubmed> 9660900 </pubmed></ref>を用いる場合、シナプス前終末の脱分極ないしカルシウムアンケイジングで強制的な放出をおこさせる場合を比較すると、同じ標本でも“プール”の大きさは異なる<ref><pubmed> 11998689 </pubmed></ref>。 | ||
シナプス小胞は、活動電位が発生しても放出されない貯蔵プールにある状態から、軸索終末の[[アクティブゾーン]] | シナプス小胞は、活動電位が発生しても放出されない貯蔵プールにある状態から、軸索終末の[[アクティブゾーン]]の[[細胞膜]]近傍にドッキングし、その後カルシウム依存的な開口放出に至るための準備過程（プライミング）を経る。このプライミングを終えた状態が、放出可能プールであると考えられているが、生理学的な概念との対応は完全には明らかではない。放出可能プールは多くのタンパク質によって制御されており、連発刺激時に[[シナプス伝達]]効率が変化する[[短期シナプス可塑性]]の重要な要素となると考えられている。開口放出されたシナプス小胞は、エンドサイトーシスにより回収されて再利用される再循環プール（recycling pool)の経路をたどる。 | ||
放出可能プールを含む小胞プールの定義は研究者（実験方法）によってまちまちであり、小胞の動態に時間軸に対して複数の成分が観察される場合、速度の早いものから順にimmediately releasable pool（IRP）, readily relesable pool（RRP), releasable pool, recycling pool/resting | 放出可能プールを含む小胞プールの定義は研究者（実験方法）によってまちまちであり、小胞の動態に時間軸に対して複数の成分が観察される場合、速度の早いものから順にimmediately releasable pool（IRP）, readily relesable pool（RRP), releasable pool, recycling pool/resting poolなどの名前で呼ばれる。しかし、それらの状態を規定する分子実体は明らかでない。比較的、実体がはっきりしているのは[[電気生理学]]と[[全反射顕微鏡]]（[[TIRF]]）などのイメージングの組み合わせによる小胞（顆粒）動態の直接測定が可能な、[[クロム親和細胞]]、[[網膜双極細胞]]などであるが、この場合でさえ、異なる研究者によって同一（と考えられる）小胞プールに別名を与えている場合がある。したがって、プールの定義は絶対的なものではないと考えておくのが安全であり、文献を注意深く読まないと混乱する。 | ||
==放出可能プールに至るまで== | ==放出可能プールに至るまで== | ||
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軸索終末の多くのシナプス小胞は、[[貯蔵プール]]と呼ばれる状態で、活動電位が発生してもただちに開口放出されない。 | 軸索終末の多くのシナプス小胞は、[[貯蔵プール]]と呼ばれる状態で、活動電位が発生してもただちに開口放出されない。 | ||
===ドッキング=== | ===ドッキング=== | ||
貯蔵プールにあるシナプス小胞は、[[アクティブゾーン]]へ輸送されるターゲッティングを経て、細胞膜貫通タンパク質とシナプス小胞膜のタンパク質が相互作用することによりテザリングされる。そして、シナプス小胞膜上の[[VAMP2]]と[[シナプス前膜]]に存在する[[シンタキシン1]]および[[SNAP-25]]が結合して[[SNARE複合体]]を形成することにより、シナプス小胞がシナプス前膜の[[アクティブゾーン]]近傍に結合する。これをドッキングという。[[VAMP]]と[[シンタキシン1]]および[[SNAP-25]]は、4本の[[wikipedia:ja:αへリックス|αへリックス]]からなる[[wikipedia:ja:コイルドコイル|コイルドコイル]]構造を形成して強固に結合し、ジッパーのような構造で小胞膜をシナプス前膜に近づけると考えられている。ドッキングの分子メカニズムの詳細は不明であるが、ドッキングに関与する分子を阻害すると、1放出部位レベルではシナプス小胞がドッキングできないのでall-or-noneにシナプス伝達が阻害される。 | |||
===プライミング=== | ===プライミング=== | ||
ドッキングされたシナプス小胞は、その後さらにCa<Sup>2+</Sup>上昇に応じて即時に膜融合に至るためのプライミング過程を経て、放出可能プールとなると考えられている。このプライミング過程は、[[Munc-13]]、[[Rim]] | ドッキングされたシナプス小胞は、その後さらにCa<Sup>2+</Sup>上昇に応じて即時に膜融合に至るためのプライミング過程を経て、放出可能プールとなると考えられている。このプライミング過程は、[[Munc-13]]、[[Rim]]などのタンパク質が関わっていると考えられているが、プライミングの分子実体はよくわかっていない。[[コンプレキシン]]（complexin）タンパク質がプライミングに関わることも報告されているが、どのようにプライミングに寄与するのかははっきりしていない。プライミング関連タンパク質の機能修飾はシナプス伝達の不全や、反復刺激に対する短期シナプス可塑性の変化につながるようである。 | ||
===膜融合=== | ===膜融合=== | ||
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===小胞のリサイクリング=== | ===小胞のリサイクリング=== | ||
エクソサイトーシスされた小胞膜は、[[クラスリン]]が結合して重合することにより作り出すΩ型の被覆ピットとなり、そのくびれ部を[[ダイナミン]]が[[wikipedia:ja:GTP|GTP]]依存的にくびり切ることによりシナプス前膜から[[エンドサイトーシス]]されて細胞内に回収される。その後、小胞からクラスリンが解離して小胞内が酸性化し、再度神経伝達物質が充填されて貯蔵プールへ移行する。ただし、リサイクリングがクラスリン依存性経路を介してゆっくりおこるのか、[[kiss-and-run]] | エクソサイトーシスされた小胞膜は、[[クラスリン]]が結合して重合することにより作り出すΩ型の被覆ピットとなり、そのくびれ部を[[ダイナミン]]が[[wikipedia:ja:GTP|GTP]]依存的にくびり切ることによりシナプス前膜から[[エンドサイトーシス]]されて細胞内に回収される。その後、小胞からクラスリンが解離して小胞内が酸性化し、再度神経伝達物質が充填されて貯蔵プールへ移行する。ただし、リサイクリングがクラスリン依存性経路を介してゆっくりおこるのか、[[kiss-and-run]]のような早いリサイクリングをとるのかわかっていない。また、中枢神経系では、高頻度刺激時の小胞再利用を効果的に達成する仕組みとして、大きな膜領域がまとめてエンドサイトーシスされて、そこから小胞が出芽する[[バルクエンドサイトーシス]]経路も提唱されている。 | ||
==関連項目== | ==関連項目== | ||