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J-GLOBAL ID：202002291212149844   整理番号：20A1737849

新規トランスジェニックマウス系統を用いたシナプス後cAMPの光遺伝学的操作は海馬歯状回におけるシナプス可塑性を可能にし,破傷風刺激後の脱分極を増強する【JST・京大機械翻訳】

Optogenetic Manipulation of Postsynaptic cAMP Using a Novel Transgenic Mouse Line Enables Synaptic Plasticity and Enhances Depolarization Following Tetanic Stimulation in the Hippocampal Dentate Gyrus

著者 (18件)： Luyben Thomas T. (Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute, Mount Sinai Hospital, Toronto, ON, Canada) ,  Luyben Thomas T. (Department of Molecular Genetics, Faculty of Medicine, University of Toronto, Toronto, ON, Canada) ,  Rai Jayant (Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute, Mount Sinai Hospital, Toronto, ON, Canada) ,  Rai Jayant (Department of Molecular Genetics, Faculty of Medicine, University of Toronto, Toronto, ON, Canada) ,  Li Hang (Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute, Mount Sinai Hospital, Toronto, ON, Canada) ,  Georgiou John (Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute, Mount Sinai Hospital, Toronto, ON, Canada) ,  Avila Ariel (Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute, Mount Sinai Hospital, Toronto, ON, Canada) ,  Avila Ariel (Basic Science Department, Faculty of Medicine, Universidad Catolica de la Santisima Concepcion (UCSC), Concepcion, Chile) ,  Zhen Mei (Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute, Mount Sinai Hospital, Toronto, ON, Canada) ,  Zhen Mei (Department of Molecular Genetics, Faculty of Medicine, University of Toronto, Toronto, ON, Canada) ,  Zhen Mei (Department of Physiology, Faculty of Medicine, University of Toronto, Toronto, ON, Canada) ,  Zhen Mei (Department of Cell and Systems Biology, Faculty of Medicine, University of Toronto, Toronto, ON, Canada) ,  Collingridge Graham L. (Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute, Mount Sinai Hospital, Toronto, ON, Canada) ,  Collingridge Graham L. (Department of Physiology, Faculty of Medicine, University of Toronto, Toronto, ON, Canada) ,  Collingridge Graham L. (TANZ Centre for Research in Neurodegenerative Diseases (CRND), University of Toronto, Toronto, ON, Canada) ,  Tominaga Takashi (Laboratory for Neural Circuit Systems, Institute of Neuroscience, Tokushima Bunri University, Sanuki, Japan) ,  Okamoto Kenichi (Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute, Mount Sinai Hospital, Toronto, ON, Canada) ,  Okamoto Kenichi (Department of Molecular Genetics, Faculty of Medicine, University of Toronto, Toronto, ON, Canada)
資料名： Frontiers in Neural Circuits (Web)  (Frontiers in Neural Circuits (Web))
巻： 14  ページ： 24  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7037A  ISSN： 1662-5110  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： cAMPは,ある種のシナプス可塑性と関連する記憶機能に関与する正の調節因子である。しかしながら,シナプスと神経回路レベルでのその時空間役割は,不明のままである。cAMPオプトジェネティクスアプローチと電気生理学記録による電位感受性色素(VSD)イメージングの組み合わせを用いて,急性調製マウス海馬スライスにおける歯状回長期増強(LTP)と脱分極を可能にするシナプス後cAMPの新しい能力を定義した。光による顆粒ニューロン(MPP-DG)シナプスへの内側穿通経路でのcAMPレベルを操作するために,DG顆粒ニューロンにおいて光活性化アデニル酸シクラーゼ(PAC)を発現するトランスジェニック(Tg)マウスを作製した。これらのTg(CMV-Camk2a-RFP/bPAC)3Kokaマウスを用いて,MPP-DGシナプスからフィールド興奮性シナプス後電位(fEPSP)を記録し,テタニック刺激中のPACの光活性化が少なくとも30分間持続するシナプス増強を可能にすることを見出した。このLTPの形は,DG可塑性の誘導に通常必要とされるGABA受容体遮断の必要性なしに誘導された。対パルス比(PPR)は不変であり,cAMP依存性LTPがシナプス後シナプスであることを示した。迅速蛍光電圧感受性色素(VSD:ジ-4-ANEPPS)と蛍光イメージングを用いて,PACアクチュエータの光活性化が,テタニック刺激後に誘発された歯状回脱分極の強度と程度を増強することを見出した。これらの結果は,顆粒ニューロンにおけるcAMPの上昇がシナプス強度と神経脱分極を急速に増強できることを示した。cAMPの強力な作用はシナプス機能の調節において重要な役割を持つこのセカンドメッセンジャーと一致する。Copyright 2020 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *塑性 ,  蛍光 ,  電圧 ,  色素 ,  *シナプス ,  *脱分極 ,  画像処理 ,  アデニル酸シクラーゼ ,  *歯状回 ,  *トランスジェニックマウス ,  長期増強 ,  アデニンヌクレオチド ,  リボヌクレオチド ,  環状ヌクレオチド
準シソーラス用語： 蛍光イメージング ,  *シナプス可塑性 ,  光活性化 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (7件)： cAMP ,  光遺伝学 ,  光活性化可能なアデニリルシクラーゼ(PAC) ,  VSDイメージング ,  電気生理学 ,  長期増強 ,  シナプス可塑性

分類 (1件)： 中枢神経系  (EJ12030F)

物質索引 (1件)： cAMP

引用文献 (52件)：

• Abel T., Nguyen P. V., Barad M., Deuel T. A., Kandel E. R., Bourtchouladze R. (1997). Genetic demonstration of a role for PKA in the late phase of LTP and in hippocampus-based long-term memory. Cell 88, 615-626. doi: 10.1016/s0092-8674(00)81904-2
• Airan R. D., Thompson K. R., Fenno L. E., Bernstein H., Deisseroth K. (2009). Temporally precise in vivo control of intracellular signalling. Nature 458, 1025-1029. doi: 10.1038/nature07926
• Barad M., Bourtchouladze R., Winder D. G., Golan H., Kandel E. (1998). Rolipram, a type IV-specific phosphodiesterase inhibitor, facilitates the establishment of long-lasting long-term potentiation and improves memory. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A 95, 15020-15025. doi: 10.1073/pnas.95.25.15020
• Blitzer R. D., Wong T., Nouranifar R., Iyengar R., Landau E. M. (1995). Postsynaptic cAMP pathway gates early LTP in hippocampal CA1 region. Neuron 15, 1403-1414. doi: 10.1016/0896-6273(95)90018-7
• Brandon E. P., Zhuo M., Huang Y. Y., Qi M., Gerhold K. A., Burton K. A., et al. (1995). Hippocampal long-term depression and depotentiation are defective in mice carrying a targeted disruption of the gene encoding the RI β-subunit of cAMP-dependent protein kinase. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A 92, 8851-8855. doi: 10.1073/pnas.92.19.8851

タイトルに関連する用語 (12件)： トランスジェニックマウス ,  系統 ,  シナプス ,  cAMP ,  光遺伝学 ,  海馬 ,  歯状回 ,  シナプス可塑性 ,  破傷風 ,  刺激 ,  脱分極 ,  増強