| Project/Area Number |
19J10096
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 46010:Neuroscience-general-related
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
会見 昂大 慶應義塾大学, 医学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 小脳 / プルキンエ細胞 / 登上線維 / シナプス / 電気生理 |
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| Outline of Research at the Start |
神経細胞同士の繋ぎ目である「シナプス」は発達期に形成され、神経回路を構築する。近年のイメージング研究の結果、いったん完成したシナプスは成熟後もダイナミックに変化することによって、記憶・学習の基盤として働くことが分かってきた。また、この過程の障害によって様々な精神・神経疾患が引き起こされることも分かってきた。しかし、成熟後の神経回路において、どのシナプスがどのような分子機構で改変されるのかについては、未解明な点が多く残されている。そこで本研究では、成熟後のマウス小脳をモデル系として、神経回路の改変を担う新たな分子基盤の解明を図る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では神経細胞同士の繋ぎ目である「シナプス」の構成分子群に注目し、小脳をモデルとして成熟脳におけるシナプスの改変現象を制御する分子基盤の解明に取り組んだ。
成熟後の小脳では、1つのプルキンエ細胞 (PC) に対して1本の登上線維 (CF)がシナプスを形成し、1対1の関係（CFの単一支配様式）を取る。これまでに所属研究室ではCFから分泌されるC1ql1がPCに発現するBAI3に結合することでCFシナプスの形成過程を制御することを見出してきた。本研究課題では、CFの単一支配様式が確立している成熟後の小脳に注目してC1ql1-BAI3の役割を調べた。PCに発現するBAI3の発現量をウイルスベクターを用いて増加させ、電気生理学的手法を用いてPCからCFシナプス応答を記録したところ、1つのPCに対して複数のCFがシナプスを形成する関係 (CFの多重支配様式) に変化することを発見した。更に、CFの走行を組織形態学的に観察したところ、BAI3やC1ql1の発現量を増加させた小脳において、CFの横行性側枝が伸長してシナプスを形成していることが分かった。一方で興味深いことにBAI3欠損マウスのCFにおいてはシナプス数の減少とCFの横行性側枝の伸長が観察された。これらの結果から、成熟小脳において、CF側枝の形態やシナプス数がC1ql1-BAI3シグナルの増減によりダイナミックに変化することが示唆された。
本研究では、成熟後の小脳におけるシナプス改変機構に着眼し、確立された1本のCFを制御する分子基盤の一端が示されたと考えられる。また、BAI3は小脳に限らず脳全域に広く発現していることが知られており、C1ql1-BAI3シグナルは小脳以外の脳領域でもシナプスの制御を担っている可能性がある。そのため、本研究で得られた知見は中枢シナプスの形成過程を理解するための足がかりになると考えられる。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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