聴覚中枢シナプスにおける抑制性伝達物質量の発生的変化

Developmental Shift of Inhibitory Transmitter Content at a Central Auditory Synapse.

• Jana Nerlich
• Rudolf Rübsamen
• Ivan Milenkovic

抄録

中枢神経系におけるシナプスの抑制は、主にGABAまたはグリシンによって媒介される。一般に、2つの伝達物質の使用は空間的に分離されていますが、両方を採用している中枢シナプスがあり、抑制機構の空間的および時間的変動を可能にします。哺乳類の蝸牛核の球状房状細胞（SBC）は、二重グリシン-GABA伝送によって媒介されるコルチ器官と非一次抑制の器官から生じる聴覚神経線維を介して一次興奮性入力を受信します。スローキネティクスIPSCsは、小さなまたは時間的に不正確なEPSPをフィルタリングすることにより、利得制御として機能し、活動依存性のトニック様コンダクタンスのビルドアップを可能にします。しかし、GABAとグリシンが同じ小胞の内容物として、または別個のシナプス前末端から放出されるかどうか、それはとらえどころのないままであった。量的放出の発達プロファイルは、モンゴルガービルの P1-P25 SBCs からの小型抑制性シナプス後電流 (mIPSCs) の全細胞記録で調査しました。GABAは、比較的小さな振幅のゆっくりとした立ち上がりと-減衰イベントを誘発する最初の伝達物質であり、出生後早期の生活の間にのみ発生します。聴覚発症の前後では、抑制性四量体は主にグリシンを含んでおり、成熟に伴って徐々に大きく長くなるmIPSCを誘発する。さらに、グリシンを含むGABAコアリリースは、特に大きな振幅のmIPSCを誘発し、すべての年齢にわたって一貫して発生しますが、低い確率で発生します。ともに、これらの結果は、GABAは、未熟な抑制性末端から放出される主要な伝達物質として、最初に発達的な役割を果たしていることを示唆しています。成熟期では、GABAはグリシンに加えてシナプス小胞にのみ含まれており、抑制性を高めるために、それによってもっぱら調節機能を果たしている。

Synaptic inhibition in the CNS is mostly mediated by GABA or glycine. Generally, the use of the two transmitters is spatially segregated, but there are central synapses employing both, which allows for spatial and temporal variability of inhibitory mechanisms. Spherical bushy cells (SBCs) in the mammalian cochlear nucleus receive primary excitatory inputs through auditory nerve fibers arising from the organ of Corti and non-primary inhibition mediated by a dual glycine-GABA transmission. Slow kinetics IPSCs enable activity dependent tonic-like conductance build up, functioning as a gain control by filtering out small or temporally imprecise EPSPs. However, it remained elusive whether GABA and glycine are released as content of the same vesicle or from distinct presynaptic terminals. The developmental profile of quantal release was investigated with whole cell recordings of miniature inhibitory postsynaptic currents (mIPSCs) from P1-P25 SBCs of Mongolian gerbils. GABA is the initial transmitter eliciting slow-rising and -decaying events of relatively small amplitudes, occurring only during early postnatal life. Around and after hearing onset, the inhibitory quanta are predominantly containing glycine that-with maturity-triggers progressively larger and longer mIPSC. In addition, GABA corelease with glycine evokes mIPSCs of particularly large amplitudes consistently occurring across all ages, but with low probability. Together, these results suggest that GABA, as the primary transmitter released from immature inhibitory terminals, initially plays a developmental role. In maturity, GABA is contained in synaptic vesicles only in addition to glycine to increase the inhibitory potency, thereby fulfilling solely a modulatory function.