ラット脊髄背角のゼラチン質（SG）における一次求心性神経の関与による細胞型特異的な興奮性および抑制性回路のin vitro研究

脊髄背角のゼラチン質（SG）は著しい形態的異質性を示し、主にAデルタ線維およびC線維からの一次求心性入力を受け取ります。多くの解剖学的および生理学的研究にもかかわらず、特に抑制的入力に関する形態と機能的接続性の相関は依然として不明です。形態に基づいて個々のSGニューロンへの興奮性および抑制性シナプス入力を比較するために、成人ラット脊髄の水平切片を用いてNeurobiotinで充填されたピペットによる全細胞記録を行いました。樹状突起の樹状化パターンに基づき、4つの主要な細胞型が確認されました：アイレット細胞、中央細胞、放射状細胞、垂直細胞です。背根刺激により、各クラスが特徴的なシナプス入力と関連していることが明らかになりました。アイレット細胞および中央細胞はC求心性線維からの単シナプス性興奮性入力を持っていました。アイレット細胞はAデルタ線維からのみ一次求心性誘発抑制入力を受け取り、中央細胞のそれはAデルタ線維およびC線維の両方で媒介されました。一方、放射状細胞および垂直細胞は、Aデルタ線維およびC線維両方からの単シナプス性興奮性入力と、両方の線維型によって媒介される抑制的入力を持っていました。これらの抑制性シナプス入力の神経化学的性質をさらに特性化しました。アイレット、中央、及び垂直細胞の大多数はGABA作動性抑制入力を示し、ほぼすべての放射状細胞はグリシン作動性入力も持っていました。本研究は、SGニューロンが形態に関連した興奮性および抑制性入力の明確なパターンを持つことを示しています。個々のSGニューロンへの抑制的入力に関与する神経伝達物質は、異なる形態的クラスに特有であることも示されました。これらの結果により、特定のSGニューロン型に関連する一次求心性回路の同定が可能となります。