海馬スライス標本から誘発電位を細胞外記録し、各種プロテアーゼのCA1野短期増強への影響を検討した。高頻度刺激条件は、control群において誘発電位の増強が30分以内に消失し長期増強が形成されずに短期増強が観察される条件を用いた。プラスミノーゲンとプラスミンは単独では誘発電位に作用しなかったが、プラスミノーゲンまたはプラスミン存在下では、それ自体では長期増強を形成させない高頻度刺激による短期増強が有意に増大され長期増強が形成された。この作用には濃度依存性がみられた。またプラスミン特異的阻害剤である₂-アンチプラスミンは単独作用及び短期増強に対する作用はなかったが、プラスミンと併用するとプラスミンの長期増強誘発促進作用が消失した。しかし他のセリンプロテアーゼ(トロンビン、トリプシン)やシステインプロテアーゼ(カテプシンB)には長期増強誘発促進作用はみとめられなかった。よってプラスミン類には長期増強誘発促進作用があるが、この作用はプロテアーゼの非特異的作用ではない可能性が示唆された。

　プラスミノーゲン、プラスミンはそれ自体で長期増強を形成させる強い高頻度刺激による長期増強に対しては相加的に作用しなかった。このことから、プラスミン類は通常の長期増強と同様の機構を介して作用しており、その作用は長期増強形成の閾値を下げるような機構である可能性が示唆された。一方、₂-アンチプラスミンは長期増強を有意に抑制した。またセリン、システインプロテアーゼの非特異的阻害剤であるロイペプチンも長期増強を有意に抑制したが、システインプロテアーゼの特異的阻害剤であるE64は長期増強を抑制しなかった。これらのことから、内来性のプラスミンが生理的に分泌されており、それが長期増強の形成に関与している可能性が示唆された。

　プラスミノーゲン、プラスミンは歯状回の短期増強も有意に促進し、その作用は₂-アンチプラスミンとの併用により拮抗された。プラスミノーゲン、プラスミンは歯状回の長期増強に対しても作用しなかった。これらのことから、プラスミン類はCA1野と歯状回の両部位で長期増強の形成に関与していることが示唆された。

　プラスミンは高頻度刺激適用の後に投与した場合は短期増強増大作用はみられなかったことより、プラスミンは長期増強形成の初期過程に作用していることが示唆された。またプラスミンで短期増強が増大され長期増強が形成された後に与えた強い高頻度刺激によるさらなる増強の程度は小さかった。このことは、プラスミンの作用は通常の長期増強の形成機構と同じである可能性を示唆している。またプラスミンはシナプス前細胞への作用を反映するとされるpaired-pulse facilitationに作用しなかった。よってプラスミンはシナプス前ではなく後細胞に働く可能性が考えられた。そこでシナプス後細胞への作用の機序としてまず後細胞の興奮性を上げる可能性を考え、NMDA受容体を介したシナプス伝達にプラスミン類が作用するかを検討した。プラスミノーゲン、プラスミンはマグネシウムを含まずnonNMDA受容体拮抗薬であるCNQXを添加した灌流液中で観察されるNMDA受容体を介したシナプス伝達に影響を与えなかった。このことから、プラスミン類はNMDA受容体には作用しないことが示唆された。

　海馬スライス標本でCA1野錐体細胞からホールセルパッチクランプ法により、ホールセル電流を記録した。プラスミンはシャッファー側枝刺激によるNMDA受容体を介した興奮性シナプス後電流及びnonNMDA受容体を介した興奮性シナプス後電流に影響を与えなかった。ところが、プラスミンはCA1野の介在神経を刺激することによるGABA_A受容体を介した抑制性シナプス後電流を有意に抑制した。またその作用はシナプス後細胞内のカルシウムイオン濃度を強いキレート剤で低く保った場合にはみられなかった。さらにプラスミンはGABA投与によるGABA誘発電流を抑制した。これらの結果より、プラスミンは興奮性シナプス伝達に作用するのではなく、シナプス後細胞のGABA_A受容体を抑制することにより抑制性シナプス伝達を抑制する作用をもつことが明らかとなった。またプラスミンのGABA_A受容体抑制機構にシナプス後細胞内のカルシウムイオン濃度変化が関与している可能性が示唆された。

　プラスミンは麻酔下ラット歯状回の短期増強を増大させ長期増強を起こりやすくさせた。また₂-アンチプラスミンは麻酔下ラット歯状回の長期増強を有意に抑制した。これらのことから、プラスミン類はより生理的なin vivoの系においても長期増強形成機構に関与することと内在性のプラスミンが長期増強形成に必要であることが示唆された。

　以上の結果により、プロテアーゼの中でプラスミンに長期増強形成を促進する作用があることと、長期増強形成機構を内在性のプラスミンが修飾していることをはじめて明らかにした。またプラスミンの長期増強への作用は、今回検討した他のプロテアーゼにはそのような作用はみられなかったことから、プロテアーゼの非特異的作用ではない可能性が示唆された。プラスミンの長期増強への関与の機構としては、興奮性のシナプス伝達に作用するのではなく、シナプス後細胞のGABA_A受容体を抑制することによりGABA_A受容体を介した抑制性シナプス伝達を抑制することによる可能性が示唆された。また、そのプラスミンのGABA_A受容体抑制機構には、シナプス後細胞内のカルシウムイオン濃度変化が関与している可能性が示唆された。本研究により、プラスミンがシナプス伝達に短期的に働き、シナプス可塑性を調節する作用をもつことをはじめて明らかにしたので、今後さらにこの機構を解析することにより、シナプス可塑性のメカニズム解明に役立つものと期待される。