NMDA受容体拮抗薬D-2-amino-5-phosphonopentanoate(D-)は、in vitroでLTPを阻害したものと同じ濃度の脳内濃度で、空間学習を阻害する。AP5はin vitroのLTPと同程度の脳内濃度で空間学習とLTPを障害する
この一連の実験では、NMDA受容体拮抗薬D-2-amino-5-phosphonopentanoate(D-AP5)が、in vivoでの海馬の長期増強(LTP)の障害と同等の用量範囲で空間学習の障害を誘発するかを検討した。 また、マイクロダイアリシス法を用いて海馬のD-AP5細胞外濃度を推定し、これらの障害がin vitro海馬スライスのLTP障害に必要な濃度と同程度の濃度で生じるかどうかを比較検討した。 ラットは、D-AP5を、浸透圧ミニポンプを介して、0-50 mMの濃度範囲で側脳室に慢性的に注入された。 ラットは、まず、オープンフィールド水迷路課題において、隠れたプラットフォームを見つけて脱出するように訓練された。 行動学習後、ウレタンで麻酔をかけ、海馬のLTPの誘発とモニターを試みた。 その後、マイクロダイアリシスにより海馬のD-AP5の細胞外試料を採取し、最後に動物を殺して組織試料を解剖した。 マイクロダイアリシスと組織サンプルは、蛍光検出器付きHPLCを用いてD-AP5含有量を分析した。 その結果、まず、D-AP5は線形用量依存的に空間学習を障害し、それに対応する海馬のLTPの障害と高い相関があることが立証された。 学習に影響を与えずにLTPを阻害するD-AP5濃度は観察されなかった。 第二に、マイクロダイアリシスによる推定では、ある仮定に従うと、D-AP5はin vitroでLTPを障害する濃度と同等の細胞外濃度でこれらの障害を引き起こすことが示された。 第三に、組織全体とマイクロダイアリシスサンプルを比較すると、濃度比は約30:1であり、脳内D-AP5の97%が透析プローブにアクセスできないことが示された。 20 mM EGTAの注入により,透析液中のD-AP5が7倍に増加したことから,アクセスできないD-AP5の少なくとも一部は,カルシウム依存性のメカニズムにより捕捉されていることが示唆された. さらに2つの行動対照試験により、D-AP5による空間学習障害は薬物による運動障害に続発するものではないこと、海馬LTPを完全にブロックするのに十分な濃度のD-AP5投与群の成績は、イボテン酸により両側の海馬を損傷したラットの成績と統計的に区別されないことが示された。 これらの結果は、ある種の学習にはNMDA受容体の活性化が必要であるという仮説を支持するものである。