[MSN: medium spiny neuron]
[SPN: spiny projection neurons]
線条体中型有棘神経細胞。
線条体に存在するGABA性神経。
【分類】
◆dMSN(直接路のMSN)
○入力
・皮質
・FS細胞
・視床
・intralaminar
・central motor nuclei
○出力
・淡蒼球(特に内節)や黒質網様部へ直接投射
◆iMSN(間接路のMSN)
興奮性高い(Kreitzer&Malenka,2007; Kravitz,Kreitzer,2010)
ハンチントン病で特異的に脱落(Albin,Young,1990)
○入力
dMSNと統合方法異なる(Flores-Barrera,Galarraga,2010)
○出力
淡蒼球外節を経由して視床下核へ投射
間接的に淡蒼球内節や黒質網様部へ投射
【特徴】
◆機能
○報酬
報酬と結びついた刺激に応答
(Lauwereyns,Hikosaka,2002; Takikawa,Hikosaka,2002)
価値に基づいた選択可能(Samejima,Kimura,2005)
76%で報酬期待生じると持続性発火(対側サッケードが多い)
(Lauwereyns,Hikosaka,2002)
○運動シークエンス・タイミング
特に背外側線条体
破壊でgrooming sequence障害(Cromwell&Barridge,1996)
破壊で連続nose-poking阻害(Yin,2010)
時間間隔というより運動タイミング(Portugal,Matell,2011)
FSIによってタイミング調節(Owen,Kreitzer,2018)
○習慣
活動(バースト発火)が増える(O'Hare,Calakos,2016)
◆分布
ratで線条体神経の95%を占める(Graveland&DiFiglia,1985)
類似の運動時に類似の活動パターン(Klaus,Costa,2017)
類似の発火する細胞が近接
◆形態
dendに密なspineを持ち、20um程度のsoma
◆出力(Chuhma,Rayport,2011)
・線条体内、他のMSNやTAN細胞(FS細胞への出力ない)
・たぶんdMSNから黒質GABA神経(黒質DA神経への出力ない)
・たぶんiMSNから淡蒼球
◆発火
(Chang et al. 1982; Kawaguchi et al. 1990; 1993)
(Bishop,Kitai,1982; Lightall&Kitai,1983)
○シナプス入力
10,000ものシナプス入力を受ける
個々のシナプスは弱く、同期入力や強い入力に限られる
発火頻度は低い
ウレタン麻酔下で1Hz程度でUP/DOWN状態交替
DOWN状態のMSNの膜電位はK反転電位-90mV付近
(Shen et al.,2007; Wilson,1993)
内向き整流性カリウムチャネルKIR2の働きのため
脱分極でKir2とともにKv4(A型)閉じる(Wilson & Kawaguchi
1996)
RN増大と電気緊張的長さ減少が数百ms続くup state
(Day et al. 2008, Wilson 1993)
過分極ぎみ(Kita 1993; Wilson&Groves 1981)
EClはVmよりも高い
(140-400g rat in vivo: Mercuri,Bernardi,1991)
刺激や運動で一過性に発火
UP-DOWN state(Wilson&Kawaguchi,1996)
・Ca流入経路が異なる(Carter&Sabatini,2004)
UP stateでL型CaチャネルとNMDAR依存のCa流入優位
DOWN stateでT型CaチャネルとCP-AMPAR
○NMDA受容体
高濃度NR2B(Gill)
◆生理
(Kita et al., 1984; Jiang and North, 1991)
○過分極で内向き整流性K電流
阻害で過分極に対する外向き整流性K電流見える
(Uchimura et al., 1989; Belleau and Warren, 2000)
○脱分極に対してIAに依存したramping response
(Nisenbaum et al., 1994; Nisenbaum and Wilson, 1995)
○樹状突起で持続性脱分極 plateau potential
(Du,Kotaleski,2017)
複雑な興奮性・抑制性入力によって調節
◆シナプス可塑性(Di Filippo,Calabresi,2009)
○LTD
(Kreitzer & Malenka,2005, Lovinger et al. 1993)
・腹側線条体とはメカニズム異なる(Grueter et al. 2010)
・pre tetanus + post AP(Calabresi,Bernardi,1992)
・代謝型グルタミン酸受容体依存(Calabresi,Bernardi,1992)
・NMDA受容体・GABAA受容体は必要ない
・mGluR1依存(Gubellini et al. 2001; Gubellini,Gubellini,2004)
・D1受容体とD2受容体依存(Calabresi,Bernardi,1992)
・post内因性カンナビノイド依存のLTD(Gerdeman,Lovinger,2002)
間接路のみ(Kreitzer and Malenka,2007)
強い刺激では直接路でも生じる(Wang et al.2006)
DA神経の放出抑制を介している可能性(Shen et al. 2008)
anandamideも2-AGも関与
(Gao et al. 2010, Giuffrida et al.1999, Lerner et al.2010,
Tanimura et al. 2010
pre CB1受容体活性化でPr減少(Wilson&Nicoll,2002)
間接路ではD2受容体活性化依存で放出される
(Giuffrida,Piomelli,1999; Kreitzer&Malenka,2005)
(Kreitzer & Malenka 2007, Shen et al. 2008,
Wang et al. 2006).
L型カルシウム・チャネル依存
(Adermark &Lovinger,2007)
A2aアデノシン受容体活性化でカンナビノイド合成阻害
(Fuxe et al. 2007,Shen et al. 2008)
A2a阻害でLTD(Lerner et al. 2010)
・L型カルシウム・チャネル依存
(Calabresi,Bernardi,1994; Kreitzer&Malenka,2005)
シナプス近傍に存在
・mGluR5依存
シナプス近傍に存在
(Carter et al. 2007, Carter & Sabatini 2004,
Day et al.2006, Testa et al. 1994)
・ACh減少でM1 mAChR不活性化でCav1.3脱不活性化でLTD
(Wang et al.2006)(Tozzi et al. 2011)
(Calabresi et al. 2007)
○LTP(in vitroで生じさせるのが困難)
・NMDAR依存(Calabresi,Bernardi,1992)
NR1依存(Dang,Li,2006)
DA受容体依存(Shen,Surmeier,2008)
・PKC依存性のLTP(Gubellini,Calabresi,2004)
・少なくとも直接路ではD1受容体(D1/D5)に依存
(Kerr&Wickens,2001; Schotanus&Chergui,2008)
(Pawlak&Kerr 2008,Shen et al. 2008)
・間接路ではA2a受容体活性化に依存
(Flajolet et al. 2008,Shen et al. 2008, Schiffmann et al. 2003)
・M1-like mAChR(Calabresi,Bernardi,1999)
PKC依存
・M2-like mAChR阻害でLTP増強(Calabresi,Bernardi,1998)
普段はcorticostriatal neuronのglu放出を抑制
・D1, NMDA, and TrkB receptors依存
(Calabresi et al. 2007, Jia et al.2010, Kerr &Wickens 2001)
◆ドーパミン入力
・可塑性に関与(Costa,2007)
皮質入力とは近いが視床入力からは遠い
(Smith&Bolam,1990; Smith et al,.1994)
◆発現
GABA以外にも神経伝達物質産生
・オピオイド(エンケファリン、ダイノルフィン)
・ペプチド(P物質など)
DARPP-32(Ouimet,Greengard,1998)
◆発生
MSNは、外側基底核原基(lateral ganglionic eminence, LGE)由来
ストリオソーム領域では特に最終分裂日が早い
(van der Kooy&Fishell,1986)
発達期に見られるドーパミン・アイランド
中脳からのDA線維(黒質線条体入力)は、ストリオソームで高密度
LSNは、淡蒼球の原基である内側基底核原基(MGE)からの細胞移動で生じる
◆細胞死しやすい
・ハンチントン病で脱落
2013/12/26 masashi tanaka