「抑制性シナプス」の版間の差分
細編集の要約なし |
|||
| (2人の利用者による、間の15版が非表示) | |||
| 2行目: | 2行目: | ||
<font size="+1">中畑 義久、稲田 浩之、加藤 剛、鍋倉 淳一</font><br> | <font size="+1">中畑 義久、稲田 浩之、加藤 剛、鍋倉 淳一</font><br> | ||
''自然科学研究機構生理学研究所''<br> | ''自然科学研究機構生理学研究所''<br> | ||
DOI:<selfdoi /> | DOI:<selfdoi /> 原稿受付日:2012年12月20日 原稿完成日:2015年月日<br> | ||
担当編集委員:[http://researchmap.jp/michisukeyuzaki 柚崎 通介](慶應義塾大学 医学部生理学)<br> | 担当編集委員:[http://researchmap.jp/michisukeyuzaki 柚崎 通介](慶應義塾大学 医学部生理学)<br> | ||
</div> | </div> | ||
| 27行目: | 27行目: | ||
===シナプス後部=== | ===シナプス後部=== | ||
[[image:抑制性シナプス2.png|thumb|350px|'''図2.抑制性シナプスを構成する分子'''<br> | [[image:抑制性シナプス2.png|thumb|350px|'''図2.抑制性シナプスを構成する分子'''<br>(GABA:ガンマアミノ酪酸、GAD67:グルタミン酸脱炭酸酵素67、GAD65:グルタミン酸脱炭酸酵素65、VIAAT(VGAT):小胞抑制性アミノ酸輸送体(小胞GABA輸送体)、SHMT:セリンヒドロキシメチルトランスフェラーゼ)]] | ||
シナプス前終末から[[開口放出]]されたGABAやグリシンなどの神経伝達物質は、シナプス後膜に存在する[[GABAA受容体|GABA<sub>A</sub>受容体]]および[[グリシン受容体]]に結合する(図2)。いずれも[[塩化物イオンチャネル]]に共役したイオンチャネル型受容体であり、活性化に伴って塩化物イオンの[[透過性]](コンダクタンス)<sup>注2</sup>を上昇させる。これらは各々複数のサブタイプを持っている<ref name=ref18><pubmed>7516126</pubmed></ref> <ref name=ref19><pubmed>15383648</pubmed></ref>。 | シナプス前終末から[[開口放出]]されたGABAやグリシンなどの神経伝達物質は、シナプス後膜に存在する[[GABAA受容体|GABA<sub>A</sub>受容体]]および[[グリシン受容体]]に結合する(図2)。いずれも[[塩化物イオンチャネル]]に共役したイオンチャネル型受容体であり、活性化に伴って塩化物イオンの[[透過性]](コンダクタンス)<sup>注2</sup>を上昇させる。これらは各々複数のサブタイプを持っている<ref name=ref18><pubmed>7516126</pubmed></ref> <ref name=ref19><pubmed>15383648</pubmed></ref>。 | ||
| 41行目: | 41行目: | ||
====発達期および傷害回復期におけるGABA・グリシンに対する応答変化==== | ====発達期および傷害回復期におけるGABA・グリシンに対する応答変化==== | ||
[[image:抑制性シナプス3.png|thumb|350px|'''図3.発達に伴う細胞内塩化物イオン濃度とGABA応答の変化'''<br>発達に伴って[[ | [[image:抑制性シナプス3.png|thumb|350px|'''図3.発達に伴う細胞内塩化物イオン濃度とGABA応答の変化'''<br> | ||
発達に伴って[[Na<sup>+</sup>-K<sup>+</sup>-Cl<sup>-</sup>共輸送体1]]([[NKCC1]]) による塩化物イオン(Cl-)の細胞内汲み入れが減少する一方、[[K<sup>+</sup>-Cl<sup>-</sup>共輸送体]]([[KCC2]]) による細胞外への汲み出しが増加する。そのため、GABA<sub>A</sub>受容体の活性化は、未成熟な神経細胞において細胞内Cl-の流出をもたらし、脱分極応答となる。一方、成熟した神経細胞では細胞内へのCl-の流入を惹起し、過分極応答となる。 | |||
(<ref name=ref30><pubmed>17928584</pubmed></ref>より)]] | |||
GABA<sub>A</sub>受容体やグリシン受容体のチャネルを流れる塩化物イオンの向きと量は、細胞内外における塩化物イオンの[[濃度勾配]]と[[膜電位]]に依存している<ref name=ref29><pubmed>11733521</pubmed></ref>。そのため、細胞内塩化物イオン濃度が高い状態である幼若期のニューロンでは、GABA<sub>A</sub>受容体(もしくはグリシン受容体)の活性化に伴って塩化物イオンの流出をもたらし、[[脱分極]]することも知られている<ref name=ref30 />(図3)。 | GABA<sub>A</sub>受容体やグリシン受容体のチャネルを流れる塩化物イオンの向きと量は、細胞内外における塩化物イオンの[[濃度勾配]]と[[膜電位]]に依存している<ref name=ref29><pubmed>11733521</pubmed></ref>。そのため、細胞内塩化物イオン濃度が高い状態である幼若期のニューロンでは、GABA<sub>A</sub>受容体(もしくはグリシン受容体)の活性化に伴って塩化物イオンの流出をもたらし、[[脱分極]]することも知られている<ref name=ref30 />(図3)。 | ||
| 56行目: | 60行目: | ||
===長期増強と長期抑圧=== | ===長期増強と長期抑圧=== | ||
[[image:抑制性シナプス4.png|thumb|450px|''' | [[image:抑制性シナプス4.png|thumb|450px|'''図4.プレシナプスによる抑制性LTP(iLTP)とLTD(iLTD)モデル'''<br>(a)内因性カンナビノイド(eCB)を介したiLTD, (b)脳由来神経成長因子(BDNF)を介したiLTP, (c)一酸化窒素(NO)を介したiLTP, (d)シナプス前部のNMDA型グルタミン酸受容体を介したiLTPおよびiLTD<ref name=ref55><pubmed>21334194</pubmed></ref>]] | ||
[[長期増強]]([[long-term potentiation]]:[[LTP]])と[[長期抑圧]]([[long-term depression]]:[[LTD]])は、刺激の頻度とタイミングによって、その後のシナプス伝達効率の変化が長時間に渡って持続する現象である。前者は伝達効率が上昇する一方、後者は伝達効率が減少する。このLTPとLTDは興奮性シナプスにおいてよく知られているが、抑制性シナプスにおいても生じることが報告されている(iLTP/iLTD)<ref name=ref50><pubmed>2882427</pubmed></ref> <ref name=ref51><pubmed>1729715</pubmed></ref> <ref name=ref52><pubmed>1313949</pubmed></ref> <ref name=ref53><pubmed>8103683</pubmed></ref>。いずれの現象についても、前シナプスと後シナプスそれぞれにおける様々な機序によって生じることが報告されている<ref name=ref54><pubmed>12392931</pubmed></ref>。前シナプスについては、[[内因性カンナビノイド]]、[[脳由来神経成長因子]]([[BDNF]])、[[一酸化窒素]]([[NO]])などの[[逆行性シグナル]]や神経前終末の[[NMDA型グルタミン酸受容体]]を介して、伝達物質の[[放出確率]]を調節するメカニズムが考えられている(図4)。 | |||
一方、後シナプスについては、[[GABARAP]]など[[受容体]]の輸送に関わる分子やGABA<sub>A</sub>受容体自体の[[リン酸化]]‐[[脱リン酸化]] | 一方、後シナプスについては、[[GABARAP]]など[[受容体]]の輸送に関わる分子やGABA<sub>A</sub>受容体自体の[[リン酸化]]‐[[脱リン酸化]]によって、シナプスにおける受容体の数や局在、イオン透過性などの構造的・機能的修飾が生じることが報告されている<ref name=ref55 />。また、この他にはKCC2やNKCC1などの細胞内塩化物イオン濃度調節機構への作用によって細胞内塩化物イオン濃度が変化し、その結果GABAやグリシンによる応答の振幅が変化することも示唆されている<ref name=ref56><pubmed>16837578</pubmed></ref>。 | ||
==シナプス外受容体による持続性抑制== | ==シナプス外受容体による持続性抑制== | ||