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シナプスーグリア複合環境の動的変化による情報伝達効率の時空間的制御

Research Project

Project/Area Number 18680903
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Neurophysiology and muscle physiology
Research InstitutionNational Institute for Physiological Sciences

Principal Investigator

松井 広  National Institute for Physiological Sciences, 大脳皮質機能研究系, 助教 (20435530)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥23,050,000 (Direct Cost: ¥21,400,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Fiscal Year 2007: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Fiscal Year 2006: ¥15,900,000 (Direct Cost: ¥15,900,000)
Keywordsシナプス / グリア細胞 / 神経細胞 / 神経伝達物質 / 二光子イメージング / 電気生理学
Research Abstract

本研究では、シナプスーグリア複合環境が、どのように刻々と変化するのかを調べ、この空間環境変化が、伝達物質濃度の時空間特性にどう影響し、シナプス伝達にどう作用するのか調べることを目的としている。昨年度の二光子イメージングを用いた研究によって、小脳のバーグマン・グリア細胞の形態が、分単位で刻々と変化することが明らかになった。この形態変化を誘導する信号の候補として、バーグマン・グリア細胞のCa^<2+>透過型AMPA受容体とATP受容体が考えられる。本年度の研究では、まず、これらの受容体の活性化を介した細胞内Ca^<2+>濃度上昇が、細胞のどの位置で生じるのかを調べた。その結果、AMPA受容体入力によるCa^<2+>上昇は、グリア細胞の微細突起の先端に限局しているのに対し、ATP受容体入力によるCa^<2+>上昇は、グリア細胞全体に伝播することが明らかになった。AMPA受容体は、平行線維や登上線維からのグルタミン酸放出によって活性化されることは明らかにされているが、ATPはどこから放出されるのか明らかになっていない。ATP放出元が小脳介在神経細胞であることが示唆されているので、これを確定するための実験を進めている。形態変化に関しては、AMPA受容体の活性化を薬物によって6時間程度止めたところ、グリア細胞で記録されるグルタミン酸応答の立ち上がりが遅くなることが明らかになり、平行線維とグリア細胞の微細突起の間の距離が広がったことが示唆された。二光子イメージングでは解像度が足りず、この点を確認できなかったので、電子顕微鏡を用いた連続切片観察を試みている。同様にして、ATP受容体の形態変化に対する影響に関しても解析を試みている。また形態変化に伴い、細胞外空間における伝達物質拡散がどのように影響を受け、シナプス後細胞の受容体活性化にどのような影響を与えるのかを解析するためのシミュレーションも遂行した。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2008 2007 2006 Other

All Journal Article (3 results) Presentation (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] グルタミン酸受容体のシナプス内分布とその生理的意義2008

    • Author(s)
      深澤有吾、足澤悦子、松井広、重本隆一
    • Journal Title

      蛋白質核酸酵素 53

      Pages: 436-441

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] Dynamic remodeling of the synaptic and glial complex environment2007

    • Author(s)
      Ko Matsui
    • Journal Title

      The Journal of Physiological Sciences 57 ・ S

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] The role of neural-glial communication in dynamic remodeling of the extracellular space2006

    • Author(s)
      Ko Matsui
    • Journal Title

      Neuroscience Research 55 ・ S1

    • NAID

      130005448187

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 神経グリア細胞間相互作用機構の解明:日米共同研究による多角的アプローチ2008

    • Author(s)
      松井 広
    • Organizer
      日本生理学会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2008-03-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/dcs/abstract/matsui_k.html

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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