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神経:長期増強が起こっている単一樹状突起棘におけるCaMKIIの活性化

Nature 458, 7236 doi: 10.1038/nature07842

長期増強(LTP)はある種の学習や記憶の基礎となるもので、カルシウム-カルモジュリン依存性キナーゼII(CaMKII)はこれに重要な役割を果たしている。今回我々は、2光子励起蛍光寿命画像化顕微鏡と2光子励起グルタミン酸放出法を組み合わせて用いることにより、LTPが起こっている1個の樹状突起棘中でのCaMKII活性化の時空間的動態を観察した。単一突起棘でのLTPの誘導と、それに伴う突起棘の肥大化は、刺激を受けた突起棘に限って、一過性(約1分間)のCaMKII活性化を引き起こした。突起棘のCaMKIIは、グルタミン酸放出と脱分極に応答して、それぞれNMDA受容体およびL型電位感受性カルシウムチャネルによって特異的に活性化され、これはおそらくチャネル近傍ナノドメインのCa2+によるものと考えられる。CaMKIIシグナル伝達の区画化とチャネル特異性が高いことが、CaMKIIシグナル伝達の刺激特異的な時空間的パターンを可能にしており、シナプス可塑性がシナプス特異的に起こることに重要なのだろう。

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