Bassoon-deficient miceの内有毛細胞ではシナプス・リボンが膜から離れることを再確認し、Icaが減少に加え、Ica減少のみでは説明できないdCm減少、postのラセン神経節細胞のAPの閾値上昇と潜時の増大が生じることを示した一方で、一部の早い放出は残る上、持続性放出は影響を受けないことも示し、ribbonの機能は同期した早い小胞の放出であるとした。
【結果】
◆cochlear IHC
長時間高い時間正確性を保つ(Fuchs,Moser,2003)
matureだと普通1つのribbonある(Smith&Sjostrand,1961)
◆spiral ganglion neuron(SGN)
1個のIHCから入力(Liberman,1982)
・RIBEYE(Schmitz,Sudhof,2000)
・PICCOLO(Dick,2001)
・bassoon & RIBEYE(tom Dieck,2005)
・bassoon KO mice(tom Dieck,1998)
photoreceptorでribbonがなくなる
視覚阻害(Dick,2003)
◆
8-week-old mice
3-week-old(聴覚獲得直後)ではWTでもmutantでも膜上ribbon多い
3 week oldではEPSCも大きい
発達とともにリボン減る(Shnerson,Pujol,1981)
organs of Cortiの免疫組織化学
○ribbon
・CtBP-2(RIBEYE B-domainと20a.a.しか変わらない)
A-domainの抗体と共局在するので確かにribbonだろう
細胞核も染めるので細胞数把握可能
BassoonやPiccoloと共局在
リボン部位以外のsignalは遠心性終末だろう
○GluR
・mutantでも数変わらない
◆Bassoon KO mutants
○リボンが細胞膜から離れる
電顕でリボンない
active zoneにtubularやcisternal membrane profiles(cisterns)
脱分極後にリボンに見える大きいendosomal膜成分に類似
(Paillart,Sterling,2003; Lenzi,Roberts,2002)
(Holt,Lagnado,2003)
特にリボンから離れた場所で顕著
浮いたリボン近傍では小胞に類似な構造
WTでは2/7でわずかにのみ存在
○リボンの大きさ
高解像度のmultifocal 4 Pi-microscopy
(Hell&Stelzer,1992; Egner,Hell,2002)
deconvolved 3D-reconstructions
WTでは密接して並ぶRIBEYEとGluRがmutantでは離れている
WTではum以下のRIBEYE spot多いがmutantでは大きい塊が散在
(65% spots compared with 16% in wild type)
○auditory brainstem responses
mutantではclicksやshort tone burstsに対する応答閾値上昇
first peak (I)が減少し閾値上刺激に対しても遅延
outer hair cell amplification阻害によるものではない
otoacoustic emissions(Kemp,1978)は正常
electrocochleographyも正常
こうした症状はヒトでも見られる(Starr,Berlin,1996)
IHCやSGNの障害か?
○電気生理
・Ica減少(W3でもW8でも)
insufficient recruitment and/or stabilization of CaV1.3
カルシウム・チャネルの電位依存性は類似
・Fast exocytosisが大きく減少
10ms脱分極に対するdCm減少
SGNのcompound AP amplitude減少
Icaよりはribbon数が重要
WTのIca減少させてもmutantにまで減少しない
[Ca]o 10mMを2mMに
W3,W8ではIca変わらないがdCm W3の方が大きい
fast releaseに関してはIcaと放出の関係も阻害
dCm/Ica
sustained放出は変わらず
dCm/Icaも変化なし
エンドサイトーシスも変わらず
○放出の解釈
・the fastest discernible component (τ < 9ms)
RRP(Neher,1998)は18fF(640小胞)
mutant放出を引いてribbon-dependent RRP計算
15fF(530小胞)
リボン10個なら53–64小胞/ribbon
・mutantの放出は単一指数でよくfit
fastはわずかに残る5fF(210小胞: τ<10ms)
IHCにつき11個ribbon離れて1ribbonついているのに対応
mutantでも14小胞/ribbonが早く放出される
でもSGNに同期出力できないのはなぜか
○post記録(immature IHC afferent synapses)
brief acoustic stimulus in vivo
小胞1個でもSGN脱分極して閾値に到達
同期した複数の小胞入力がしばしば生じる
(Glowatzki, E. & Fuchs,2002)
APのjitterを減少させる機能があるのでは
submillisecond ITD(Trussell,1999)
○hairの早い放出はdocked以外も含まれる可能性
(Edmonds,Schweizer,2004; Spassova,2004)
○W8 WTでは42 ribbon-containing synapses
電顕で小胞数数える
最大125-203個の小胞がribbonについていて16-30小胞がdocked
したがってdockedよりもRRP(53-64小胞)の方が多い
2011/07/27 masashi tanaka