ラット海馬でのノルアドレナリン刺激性細胞内カルシウム動員と母子分離の影響

Noradrenaline-Stimulated Intracellular Calcium Increment and the Influence of Neonatal Isolation on its Increment in the Rat Hippocampus

Kusaka Kouji

広島大学医学雑誌

Medical journal of Hiroshima Universtiy

[PISSN] 0018-2087

[NCID] AN00213202

近年,乳幼児期の不良な母子関係は思春期,成熟期の海馬において神経科学的,形態学的,機能的変化を引き起こすことが報告されている。本研究の目的は,1)ラット海馬でのノルアドレナリン(NA)刺激性細胞内カルシウム(Ca2+)濃度変化とそのメカニズムの検討,2)新生児期に母子分離ストレスを与えたラットの海馬におけるNA刺激性細胞内Ca2+動員及びα1-アドレナリン受容体発現の変化に対する検討,である。ラットは約7週齢のSprague-Dawleyラットを用いた。細胞内Ca2+測定はCa2+感受性色素のfura-2AMを用い,α1-アドレナリン受容体の発現は免疫組織染色法にて検討した。前者に関する検討では歯状回顆粒細胞層とCA3錐体細胞層において,NA濃度依存性(1μM～10mM)に細胞内Ca2+濃度上昇がみられ,その機序にはα2-,β-アドレナリン受容体の関与もあったが,α1-アドレナリン受容体が最も関与していた。後者に関する検討では歯状回顆粒細胞層とCA3錐体細胞層において母子分離によりNA刺激性の細胞内Ca2+濃度上昇が減弱することを見出したが,同部位においてα1-アドレナリン受容体の3つのサブタイプの発現は変化しなかった。さらに離乳後に良好な環境で飼育することで,母子分離によるNA刺激性の細胞内Ca2+濃度上昇の減弱が回復するか否かを検討したところ,歯状回顆粒細胞層では回復しなかったがCA3錐体細胞層では回復した。本研究の結果は母子分離や良好な飼育環境といった生後の生育環境によって,NA刺激性の細胞内Ca2+動員が変化し,海馬機能が修飾される可能性を示唆している。

Numerous studies demonstrate that calcium is a major messenger in the intracellular signal transduction, and agonist-stimulated intracellular calcium ([Ca2+]_i) increment in the hippocampus plays a pivotal role in the synaptic plasticity. First, we measured the noradrenaline (NA)-mediated [Ca2+]_i increment in adolescent rat hippocampi using the Ca2+ sensitive dye, fura-2AM, and fluorescence microscopy. Despite of the involvement of α2- and β-adrenergic receptors, α1-adrenergic receptors predominantly mediate NA-stimulated [Ca2+]_i increment. Second, we examined the influence of neonatal isolation (NI) on the NA-stimulated [Ca2+]_i increment and the expression of α1-adrenergic receptors in adolescent rat hippocampi. As compared to sham-treated rats, the NA-stimulated [Ca2+]_i increment in rats subjected to NI significantly decreased in the CA3 pyramidal and dentate gyrus (DG) granular cell layers in the hippocampus without any changes in the expression of the 3 different α1-adrenergic receptor subtypes. Additionally, the administration of environmental enrichment to rats subjected to NI alleviated the downregulation of the NA-stimulated [Ca2+]_i increment in the CA3 pyramidal cell layer but not in the DG granular cell layer. These findings suggest that the NA-mediated hippocampal function may be modulated by various environmental conditions.

α1-Adrenergic receptor

Hippocampus

Intracellular calcium mobilization

Noradrenaline

Medical sciences [ 490 ]

jpn

広島大学医学出版会

国立情報学研究所

[ISSN] 0018-2087

[NCID] AN00213202