神経科学：線条体ニューロンのPKAは移動運動時にドーパミンとアデノシンを介して活性化する

線条体機能のカノニカルなモデルでは、動物の移動運動が、直接路と間接路の線条体有棘投射ニューロン（SPN）でのドーパミンによるタンパク質キナーゼA（PKA）の相反的調節と連関すると予測されている。しかし、移動運動中の背外側SPNにおけるPKAの正確な動態は分かっておらず、ドーパミン以外の神経調節因子の関与があるかどうかについても不明である。今回我々は、両経路のSPN内のPKA活性が通常の移動運動に必須であることを示す。我々は、屈折率分布型レンズを介したPKAセンサーの二光子蛍光寿命画像化を用いて、移動運動中のマウス背外側線条体の個々のSPN内のPKA活性を測定した。その結果、カノニカルな見解と符合して、ドーパミンは、移動運動中にD₁受容体を介して直接路のSPNのPKA活性を上昇させた。一方、間接路のSPNでは、より大幅なPKA活性上昇が見られ、これはアデノシンA_2A受容体の阻害によって大部分が消失した。これらの結果と一致して、アデノシンセンサーのファイバー測光計測により、移動運動中の細胞外アデノシン濃度の急上昇が明らかになった。機能的には、ドーパミンやアデノシン受容体の拮抗が、SPNのPKA活性、ニューロン活動、移動運動において異なる変化を引き起こしていた。まとめるとこれらの結果から、動物の移動運動中に、急速なアデノシンの蓄積がドーパミン放出と相互作用して、SPNのPKA活性と正常な線条体機能を調整していることが示唆される。

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