神経調節剤は,神経回路の活動と行動を変えるために,アストロサイトを通して信号を送る
Zhiguo Ma1, Tobias Stork1, Dwight E Bergles2
1Department of Neurobiology and Howard Hughes Medical Institute, University of Massachusetts Medical School, Worcester, Massachusetts 01605, USA.
Nature
|November 10, 2016
まとめ
ドロソフィラ・アストロサイトは,オクトパミン/タイラミン受容体と水魔女経路を通じて,カルシウム (Ca2+) を使ってニューロンに信号を送る. このアストロサイト信号は 神経伝達を制御し 化学反応のような 感覚行動に不可欠です
科学分野:
- 神経科学
- 細胞生物学
- 神経生物学
背景:
- アストロサイトは脳機能に不可欠な膠質細胞であり,シナプスと相互作用し,神経伝達物質に反応する.
- アストロサイトカルシウム (Ca2+) 信号は神経回路の調節に関与しているが,調節経路と体内での証拠は限られている.
- 神経回路の活動や行動を 解読するには 星体とニューロンのコミュニケーションを理解することが重要です
研究 の 目的:
- ドロソフィラ・アストロサイトにおける活性調節カルシウム (Ca2+) 信号伝達を in vivo で調査する.
- 神経細胞活動に対するアストロサイト Ca2+ 反応に関与する特定の分子経路と受容体を特定する.
- 神経伝達と感覚主導の行動の調節におけるアストロサイトCa2+シグナルの役割を確立する.
主な方法:
- ドロソフィラ・メラノガスターを in vivo 研究のモデル生物として利用した.
- ティラミンとオクトパミンを用いて,アストロサイトへの神経信号を調査した.
- オクトパミン/チラミン受容体 (Oct-TyrR) と過渡性受容体ポテンシャル (TRP) チャンネルウォーターウィッチ (Wtrw) がアストロシタCa2+シグナル伝達における役割を調べた.
- ドーパミナージックニューロン活動に対するアストロサイトCa2+信号の影響を評価した.
- アストロサイト経路の遺伝子操作に伴う行動変化 (嗅覚化学反応,触覚誘発のびっくり) を分析した.
主要な成果:
- ドロソフィラ・アストロサイトは,活性調節されたCa2+シグナリングを in vivoで示す.
- ティラミンとオクトパミンは,Oct- TyrRとWtrw経由で,アストロサイトのCa2+増加を直接刺激する.
- 細胞内機能とアデノシン受容体によって媒介されるアストロサイトCa2+シグナリングは,ドーパミナージックニューロン活動を抑制する.
- アストロサイトにおけるOct- TyrRまたはWtrwの破壊は,Ca2+シグナル伝達と嗅覚化学反応と触覚誘発の衝撃反応を阻害した.
結論:
- Oct-TyrRとWtrwを,アストロサイトのCa2+シグナル伝達機構の重要な構成要素として特定した.
- アストロサイトがオクトパミンとチラミンによる神経調節に関与する直接的な証拠を提供した.
- ドロソフィラの複数の感覚駆動行動の調節におけるアストロサイトの重要な役割を実証した.
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