MSN
関連概念 : 生物学

[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

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