ラットの視床上核におけるGABA作動性シナプス伝達の浸透性知覚

Osmotic perception of GABAergic synaptic transmission in the supraoptic nucleus of rats.

• Toyoaki Ohbuchi
• Takeshi Saito
• Toru Yokoyama
• Hirofumi Hashimoto
• Takashi Maruyama
• Hideaki Suzuki
• Yoichi Ueta

抄録

細胞外浸透圧はニューロンの活性化を制御する上で重要な役割を果たしている。高血圧刺激は、シナプス前末端のカプサイシン非感受性一過性受容体電位バニロイド（TRPV）1チャネルを介して、バソプレシン（VP）ニューロンを産生する視床上核（SON）マグノ細胞性神経分泌細胞（MNC）へのグルタミン酸入力を調節する。しかし、浸透圧刺激が、SONと核周囲帯のみを含むパンチアウトスライス内のVP分泌ニューロンへのGABA作動性入力を調節するかどうかは不明である。この質問に答えるために、我々は、小さなスライス調製物中のラットSON推定VP分泌ニューロン上の全細胞パッチクランプ法を用いて、小型GABA作動性シナプス後電流（mGPSCs）上の様々な浸透圧条件の効果を研究した。我々は、外部浸透圧を等張性から低張性に変更した場合、mGPSCsは影響を受けなかったのに対し、2時間の高張性溶液中でのインキュベーションは、SON putative VPニューロンへのmGPSCsの周波数と振幅の両方を減少させることを明らかにした。興味深いことに、高血圧から低血圧に変化すると、mGPSCsの頻度が増加することがわかった。この効果はTRPV4とは無関係であった。1）低張性環境下での脳由来神経栄養因子（BDNF）誘導チロシンキナーゼB受容体介在性シグナル伝達によるGABA受容体特性の調節、および2）低張性環境下での細胞膨潤誘導性全細胞陰イオン電流の活性化。

Extracellular osmolality plays a crucial role in controlling the activation of neurons. Hypertonic stimulation modulates glutamatergic inputs to the supraoptic nucleus (SON) magnocellular neurosecretory cells (MNCs) putative vasopressin (VP) neurons through capsaicin-insensitive transient receptor potential vanilloid (TRPV) 1 channels on the presynaptic terminals. However, it remains unclear whether osmotic stimulation modulates GABAergic inputs to VP-secreting neurons within punched-out slices containing only the SON and the perinuclear zone. To answer this question, we studied the effects of various osmotic conditions on the miniature GABAergic postsynaptic currents (mGPSCs) using the whole-cell patch-clamp technique on rat SON putative VP-secreting neurons in small slice preparations. We revealed that incubation in hypertonic solution for 2 h reduced both the frequency and amplitude of the mGPSCs to the SON putative VP neurons, whereas the mGPSCs were unaffected when the external osmolality was changed from isotonic to hypotonic. Of interest, we found that changing from a hypertonic to hypotonic environment increased the frequency of the mGPSCs. This effect was independent of TRPV4. We hypothesize that two coordinated mechanisms may play an important role in the regulation of a wide range of physiological functions of VP.: 1) the modulation of GABA receptor properties by brain-derived neurotrophic factor (BDNF)-induced tyrosine kinase B receptor-mediated signaling under hypertonic conditions, and 2) cell swelling-induced activation of whole-cell anion currents under hypotonic conditions.

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