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Functional changes of climbing fiber synaptic transmission components during cerebellum development

Research Project

Project/Area Number 19700355
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Neurophysiology and muscle physiology
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

KOIKE Maki  Hokkaido University, 電子科学研究所, 研究員 (60396702)

Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,750,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Keywordsバーグマングリア / 脳由来神経栄養因子 / 登上線維 / シナプス抑圧 / AMPA受容体 / 小脳 / 脳スライス標本 / ライブイメージング / development / slice patch clamp / BDNF / cerebellum / AMPA receptor / live imaging / synaptic depression
Research Abstract

脳幹聴覚中継核calyx of Held で見られるシナプス抑圧に対するシナプス前・後機構の各要素の寄与が生後発達に伴いどのように変化するかを明らかにした。
その結果、生後発達に従って(1)シナプス前終末の伝達物質放出確率の減少、(2)シナプス後細胞のAMPA 受容体脱感作の減弱と回復時間の短縮、及び(3)グルタミン酸に対する感受性の減少の3 要素が関わることで、シナプス抑圧に対する受容体脱感作の寄与の減少に至ることが明らかとなった。
続いて小脳登上線維シナプスの発達シナプス競合による小脳回路の調節に焦点を当て、発生開始後14 日から18 日のニワトリ胚由来の小脳スライス標本を用い、電気生理学的および光学的な測定が可能となるような実験システムの確立を行い、中枢神経系の回路形成や恒常性維持に重要な神経栄養因子Brain derived neurotrophic factor (BDNF)の作用を検討した。小脳スライス標本に蛍光標識BDNF を投与し、BDNF とその受容体であるTrkB の挙動を観察した。
その結果、小脳の特徴的なグリア細胞であるバーグマングリア細胞に対して極めて特異的にBDNF が結合し、細胞内に取り込まれ突起内を輸送されることを見出した。
バーグマングリアに対するBDNF の生理機能は不明である。そこで、小脳スライス標本でバーグマングリア細胞からのwhole-cell 記録と、蛍光標識したBDNF の高精度ライブイメージングの同時測定ができる実験系を構築し、稼働に成功した。

Report

(3 results)
  • 2008 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2008 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article]2008

    • Author(s)
      Maki Koike-Tani, Takeshi Kanda, Naoto Saitoh, Takayuki Yamashita, Tomoyuki Takahashi
    • Journal Title

      Journal of Physiology 586

      Pages: 2263-2275

    • Related Report
      2008 Final Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Involvement of AMPA receptor desensitization in short-term synaptic depression at the calyx of Held in developing rats2008

    • Author(s)
      Maki Koike-Tani, Takeshi Kanda, Naoto Saitoh, Takayuki Yamashita, Tomoyuki Takahashi
    • Journal Title

      Journal of Physiology (London) (In press)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Remarks] アウトリーチ活動 北海道大学女性研究者支援室主催理 系応援キャラバン隊出前実験イベントブ ースへの出展「生きているタマゴの中をのぞ いてみよう」 胚発生中のニワトリの卵に窓をあけ、生きて いるニワトリ胚の観察を一般の方々や高校 生、中学生、小学生に観察してもらうことで、 我々ヒトをふくめた生物の体作りの不思議 を体感してもらう。 2007.8.4 北広島エルフィンパーク交流広場 北広島市 2007.9.7 函館 函館高校函館市 2007.9.8 函館工業高等専門学校函館市 2007.9.9 函館中部高校函

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      2008 Final Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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