脳内受容体の電気生理学

Patch clamp studies on central synaptic receptors.

はじめに

　神経細胞膜に存在する受容体は，2種類に大別することができる。第一は，リガンド結合部位と，イオンチャネルが同一分子内に共存する受容体チャネル複合体で，ニコチニックアセチルコリン受容体，グルタミン酸受容体，3型セロトニン受容体，GABA_A受容体，グリシン受容体などがこれに相当する。いずれの受容体もシナプス伝達を直接媒介し，伝達物質が結合すると受容体の分子構造が変化してチャネルが開口する（図1a）。第二は，イオンチャネルと受容体が別個に存在し，細胞内情報伝達系を介して連関するもので，ムスカリン性アセチルコリン受容体，代謝型グルタミン酸受容体，セロトニン1，2型受容体，GABA_B受容体，アデノシン受容体，ペプチド受容体などがこれに属する。いずれもシナプス伝達の修飾に関わると考えられている。

　受容体の機能的性質はパッチクランプ法によって解析される。パッチクランプ法は，電流の測定可能範囲がpA-μAと広く，信号・ノイズ比，時間分解能に優れている^1）。

　Central neuronal receptors can be classified into two categories : (i) the receptor ion channel complex and (ii) the receptor linked with ion channels via intracellular transduction mechanisms. The former directly mediates synaptic transmission, whereas the latter may contribute to modulate synaptic transmission. With a help of newly developed slice-patch clamp method, it has now become practical to analyze synaptic transmission in relation with single channel currents. Also, the method has opened up a possibility to study developmental changes of central receptor channels.

　In the initial part of this review, as an example of the receptor belonging to the first category, we present our results on glycine receptor channels and their developmental changes. Glycine receptor a subunit exists in fetal and adult forms. Switching from fetal to adult form is completed within 3 postnatal weeks. We demonstrate that this molecular switching causes shortening of mean channel open time, thereby shortening the time course of glycinergic inhibitory postsynaptic responses in the spinal cord.