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マウス嗅球神経回路におけるセロトニンニューロンのシナプスの微細構造解析

嗅球は明瞭な層構造を持ち,少数のニューロン種から構成され,そこには豊富な化学物質を含むことがわかっており,脳神経回路の解析に有用な領域である.匂い情報を処理する嗅球は,脳の他領域から複数の遠心性ニューロンによる入力を受けており,この一つがセロトニンを含有するニューロン(セロトニンニューロン)である.セロトニンニューロンは,脳全体に広範囲に分布し様々な脳機能の調節を行っており,嗅球においては非対称性シナプスを形成し,嗅覚情報調節に関わっていると考えられている.しかし,このシナプスについては嗅覚調節機構と共に詳細な解析はなされていない.そこで,本研究ではセロトニンニューロンによるシナプスの微細構造を,免疫電子顕微鏡法と電子線トモグラフィーを用いて解析した.また,非対称性シナプスを示すことから,神経伝達物質としてのグルタミン酸の可能性を検討するため,セロトニンとVGLUT3(vesicular glutamate transporter 3)に対する多重蛍光免疫染色法で解析した.セロトニンニューロンによるシナプスは,多くは球形のシナプス小胞を持つが,扁平なものや有心性小胞も存在した.更に,既知のグルタミン酸作動性ニューロンによる非対称性シナプスと比べて,シナプス後肥厚の厚さの多様性が顕著で,シナプス間隙は狭く,シナプスの直径は小さかった.また,セロトニンニューロンの約半数はVGLUT3免疫陽性であり,神経タンパクを含有する有心性小胞を持っていることから,複数の神経伝達物質を含むことが示唆された.シナプス後肥厚は伝達物質であるグルタミン酸の刺激によって厚くなる.セロトニンニューロンは,グルタミン酸を含む複数の神経伝達物質を持つために,グルタミン酸だけを神経伝達物質として持つニューロンが形成する典型的な非対称性シナプスに比べて,多様性のある非対称性シナプスを形成していると考えられる.doi:10.11482/KMJ-J40(2)89 (平成26年9月22日受理)
著者名
鈴木 良典,他
40
2
89-102

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