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グリア細胞カルシウムシグナルの進化的意義の解明

公募研究

研究領域グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態
研究課題/領域番号 26117509
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関国立研究開発法人理化学研究所 (2015)
名古屋大学 (2014)

研究代表者

坂内 博子  国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 客員研究員 (40332340)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2015年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワードグリア細胞 / カルシウム / カルシウムイメージング / 1分子イメージング / ゼブラフィッシュ
研究実績の概要

グリア細胞の存在は多くの生物種で知られているが,ほ乳類以外の動物において神経系で,脳機能の制御に積極的に関わるか否かは明らかにされていない.本研究では,が透明で遺伝子組換え動物の作成が容易であり,逃避行動に関わる神経回路に関する知見が豊富なゼブラフィッシュの利点を生かし,グリア細胞におけるカルシウムシグナルが個体の行動制御を司る可能性を明らかにした。細胞膜に標的したGCaMP6f(LCK-GCaMP6f)をGFAPプロモータ制御下で発現するゼブラフィッシュを用いて受精後3-7日稚魚脳のin vivoイメージングを行い,視蓋,後脳,脊髄のグリア細胞で自発的なカルシウムシグナルが存在することを確認した.また、逃避行動を誘起する聴覚刺激(500 Hz)を与えたところ,後脳のグリア細胞では自発的カルシウムシグナルとは異なる,より長く広範囲に広がるカルシウムシグナルが観察された.この結果は、魚類でも神経活動に伴ってグリア細胞の活動が誘起されることを示唆している.また、Young gliaの枠組みで、デュッセルフ大学のGriemsmaan博士と共同で、げっ歯類アストロサイトAMPA受容体の1分子イメージング実験を行った。さらに、ER標的型のGCaMP6fを開発し、げっ歯類海馬アストロサイトにおいて自発的カルシウムシグナルイメージングを行ったところ、実はERからのカルシウム放出よりもカルシウム流入の方が多いことがわかった(Niwa et al. 2016). このカルシウム流入は正体はStore operated Ca2+ channel (SOCC)を介しておこっており、海馬アストロサイトではERが枯渇しない状態でもSOCCが恒常的に活性化され、ERのカルシウム量を一定に保つことに貢献していることが示された(Sakuragi et al. 2017)。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 13件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] デュッセルドルフ大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] INSERM/CNRS/University of Bordeux(フランス)

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Astroglial Ca2+ signaling is generated by the coordination of IP3R and store-operated Ca2+ channels2017

    • 著者名/発表者名
      Sakuragi S, Niwa F, Oda Y, Mikoshiba K, Bannai H
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 486 号: 4 ページ: 879-885

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.03.096

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Basal ryanodine receptor activity suppresses autophagic flux2017

    • 著者名/発表者名
      Vervliet T, Pintelon I, Welkenhuyzen K, Bootman MD, Bannai H, Mikoshiba K, Martinet W, Nadif Kasri N, Parys JB, Bultynck G
    • 雑誌名

      Biochem Pharmacol.

      巻: 132 ページ: 133-142

    • DOI

      10.1016/j.bcp.2017.03.011

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Astrocytic IP3Rs: Contribution to Ca2+ signalling and hippocampal LTP.2017

    • 著者名/発表者名
      Sherwood MW, Arizono M, Hisatsune C, Bannai H, Ebisui E, Sherwood JL, Panatier A, Oliet SH, Mikoshiba K.
    • 雑誌名

      Glia

      巻: 65 号: 1 ページ: 502-513

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2016.09.034

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 2つのシグナル物質の使い分けによる正反対の神経制御ー新たな抑制性シナプス伝達制御メカニズムの発見2016

    • 著者名/発表者名
      丹羽 史尋、坂内 博子、御子柴 克彦
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 34 ページ: 2190-2193

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] 小胞体からのカルシウム放出によるGABA作動性シナプス構造の安定化2016

    • 著者名/発表者名
      丹羽 史尋,坂内 博子,御子柴克彦
    • 雑誌名

      日本薬理学雑誌

      巻: 147 号: 4 ページ: 184-189

    • DOI

      10.1254/fpj.147.184

    • NAID

      130005143835

    • ISSN
      0015-5691, 1347-8397
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Bidirectional Control of Synaptic GABAAR Clustering by Glutamate and Calcium2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Bannai, Fumihiro Niwa, Mark W. Sherwood, Amulya Nidhi Shrivastava, Misa Arizono, Akitoshi Miyamoto, Kotomi Sugiura, Sabine Levi, Antoine Triller, Katsuhiko Mikoshiba
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 13 号: 12 ページ: 2768-2780

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2015.12.002

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Deciphering the property of individual cells by single molecule analysis of membrane molecule dynamics2016

    • 著者名/発表者名
      ○坂内博子、丹羽史尋、有薗美沙、御子柴克彦
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場・(茨城県、つくば市)
    • 年月日
      2016-11-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子のふるまいから読み解く、脳のしくみ2016

    • 著者名/発表者名
      ○坂内博子
    • 学会等名
      日仏生物学会主催一般公開シンポジウム
    • 発表場所
      恵比寿日仏会館・(東京都、渋谷区)
    • 年月日
      2016-11-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] APPROACH TO THE BRAIN FUNCTION BY IMAGING SINGLE MOLECULE BEHAVIOR IN SINGLE, LIVING CELLS2016

    • 著者名/発表者名
      ○Hiroko Bannai
    • 学会等名
      International Conference on Single Cell Research 2016
    • 発表場所
      東京大学・(東京都、文京区)
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 細胞膜分子動態が語る脳のしくみ2016

    • 著者名/発表者名
      ○坂内博子
    • 学会等名
      第8回生命情報若手の会
    • 発表場所
      北海道大学・(北海道、札幌市)
    • 年月日
      2016-10-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] グリアアセンブリ活動の多様性を支えるグリア細胞自己組織化戦略2016

    • 著者名/発表者名
      坂内博子
    • 学会等名
      第89回 日本薬理学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In vivo imaging of glial cell activity in zebrafish2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Bannai, Masashi Tanimoto, Shigeo Sakuragi, Yurie Matsutani, Yoichi Oda
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic regulation of inhibitory synaptic transmission by glutamate and calcium.2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Bannai
    • 学会等名
      Nagoya International Symposium on Neural Circuits - Decoding principle of neural circuits using model animals II
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Differential calcium‐dependent control of synaptic GABAA receptor clustering by ionotropic and metabotropic glutamate receptor2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Bannai, Fumihiro Niwa, Mark Sherwood, Amulya Shrivastava, Misa Arizono, Akitoshi Miyamoto, Kotomi Sugiura, Sabine Levi, Antoine Triller, Katsuhiko Mikoshiba
    • 学会等名
      5th edition of the SINGLE MOLECULE LOCALIZATION MICROSCOPY SYMPOSIUM
    • 発表場所
      ボルドー
    • 年月日
      2015-08-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 1分子動態イメージングによる脳機能へのアプローチ2015

    • 著者名/発表者名
      坂内 博子,丹羽 史尋,有薗 美沙,Triller Antoine,御子柴 克彦
    • 学会等名
      検索結果 日本顕微鏡学会 第71回学術講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-05-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 「‘脳研究にラマン’を真剣に考える」2015

    • 著者名/発表者名
      坂内 博子
    • 学会等名
      理研シンポジウム:最先端光計測とライフサイエンスの 近未来-バイオ・ラマン2017-
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2015-05-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Approach to the brain function by imaging single molecule behavior2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Bannai
    • 学会等名
      The OIST workshop, Single Protein Dynamics in Cellulo 2014
    • 発表場所
      沖縄(OIST)
    • 年月日
      2015-04-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 「グルタミン酸とカルシウムによる GABA 作動性シナプス構造の空間的制御」2015

    • 著者名/発表者名
      坂内 博子
    • 学会等名
      第120回解剖学会総会・全国学術集会・第92回日本生理学会 合同大会シンポジウム
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 「IP3誘導カルシウム放出によるGABA作動性シナプス構造の安定化」2015

    • 著者名/発表者名
      坂内 博子
    • 学会等名
      第88回日本薬理学会年会シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 「膜分子のふるまい」を見て「細胞内シグナル」を知る2014

    • 著者名/発表者名
      坂内 博子,丹羽 史尋,Triller Antoine,御子柴 克彦
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Strategy for the self-organization of plasma membrane revealed by quantum-dot single particle tracking.2014

    • 著者名/発表者名
      坂内 博子,丹羽 史尋,有薗 美沙,Triller Antoine,御子柴 克彦
    • 学会等名
      Neuroscience 2014
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] Research of Hiroko Bannai

    • URL

      http://hamhamqdspt.strikingly.com/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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