イオンチャネルメカニズムは、クリケットの脳のキノコ体におけるケニヨン細胞の固有の興奮性を媒介する

ケニヨン細胞と呼ばれる昆虫の脳のキノコ本体内の内因性ニューロンは、嗅覚学習において重要な役割を果たします。この研究では、クリケットGryllus bimaculatusのケニヨン細胞の固有の興奮性を媒介するイオンメカニズムを調べました。β-escinを使用した穿孔された全細胞クランプ研究は、いくつかの内側および外側の電流の存在を示しました。3種類の内向き電流（INAF、INAP、およびICA）が特定されました。-40 mVで活性化され、-26 mVでピークに達し、-46.7 mVで半分不活性化された一時的なナトリウム電流（INAF）。持続性ナトリウム電流（INAP）は-51 mVで活性化され、-23 mVでピークに達し、-30.7 mVで半分不活性化されました。テトロドトキシン（TTX;1μM）はINAFとINAPの両方を完全にブロックしましたが、10NM TTXはINAFをINAPよりもINAFよりも強くブロックしました。CD（2+）（50μM）は、INAFにほとんど影響を与えずに、INAPを強くブロックしました。リルゾール（>20μm）は、INAPとINAFの両方を非選択的にブロックしました。電圧依存性カルシウム電流（ICA）は、-30 mVで活性化され、-11.3 mVでピークに達し、-34 mVで半分不活性化されました。Ca（2+）チャネルブロッカーVerapamil（100μm）は、使用依存的にICAをブロックしました。セルアタッチされたパッチクランプ記録は、大幅なCa（2+） - 活性化K（+）（BK）チャネルの存在を示し、このチャネルの活性は細胞外Ca（2+）を除去するか、追加することにより減少しました。ベラパミルまたはニフェジピン、およびCa（2+）アゴニストベイK8644を追加することで増加し、L型Ca（2+）チャネルを介したCa（2+）エントリが調節されることを示しています。BKチャネルアクティビティ。電流クランプ条件下では、膜脱分極は、バス溶液中の10nm TTXまたは100μMリルゾールの存在下で膜振動を生成しました。これらの膜振動は、1μMTTX、50μMCD（2+）、外部NA（+）のコリンによる置換、および50μMキニジンを含むNa（+） - 活性化K（+）電流（IKNA）の詰まりで消失し、示唆しています。その膜振動は、主にイクナと協力してINAPによって媒介されます。Ca（2+） - 遊離培地またはベラパミルの存在下で観察されたプラトー電位は、50μmCD（2+）でINAPをブロックすることにより排除されました。まとめると、これらの結果は、INAPとIknaが膜振動の生成に関与し、INAPがプラトー電位の生成と自然活動電位の開始にさらに関与することを示しています。ICAは、L型Ca（2+）チャネルを介して、BKチャネルとの機能的結合により、活動電位の急速な膜再分極に役割を果たすことがわかった。

Intrinsic neurons within the mushroom body of the insect brain, called Kenyon cells, play an important role in olfactory associative learning. In this study, we examined the ionic mechanisms mediating the intrinsic excitability of Kenyon cells in the cricket Gryllus bimaculatus. A perforated whole-cell clamp study using β-escin indicated the existence of several inward and outward currents. Three types of inward currents (INaf, INaP, and ICa) were identified. The transient sodium current (INaf) activated at -40 mV, peaked at -26 mV, and half-inactivated at -46.7 mV. The persistent sodium current (INaP) activated at -51 mV, peaked at -23 mV, and half-inactivated at -30.7 mV. Tetrodotoxin (TTX; 1 μM) completely blocked both INaf and INaP, but 10nM TTX blocked INaf more potently than INaP. Cd(2+) (50 μM) potently blocked INaP with little effect on INaf. Riluzole (>20 μM) nonselectively blocked both INaP and INaf. The voltage-dependent calcium current (ICa) activated at -30 mV, peaked at -11.3 mV, and half-inactivated at -34 mV. The Ca(2+) channel blocker verapamil (100 μM) blocked ICa in a use-dependent manner. Cell-attached patch-clamp recordings showed the presence of a large-conductance Ca(2+)-activated K(+) (BK) channel, and the activity of this channel was decreased by removing the extracellular Ca(2+) or adding verapamil or nifedipine, and increased by adding the Ca(2+) agonist Bay K8644, indicating that Ca(2+) entry via the L-type Ca(2+) channel regulates BK channel activity. Under the current-clamp condition, membrane depolarization generated membrane oscillations in the presence of 10nM TTX or 100 μM riluzole in the bath solution. These membrane oscillations disappeared with 1 μM TTX, 50 μM Cd(2+), replacement of external Na(+) with choline, and blockage of Na(+)-activated K(+) current (IKNa) with 50 μM quinidine, indicating that membrane oscillations are primarily mediated by INaP in cooperation with IKNa. The plateau potentials observed either in Ca(2+)-free medium or in the presence of verapamil were eliminated by blocking INaP with 50 μM Cd(2+). Taken together, these results indicate that INaP and IKNa participate in the generation of membrane oscillations and that INaP additionally participates in the generation of plateau potentials and initiation of spontaneous action potentials. ICa, through L-type Ca(2+) channels, was also found to play a role in the rapid membrane repolarization of action potentials by functional coupling with BK channels.