加齢性認知機能低下に伴う細胞内Caホメオスタシスの変化の可視化
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22K06038
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 42030:Animal life science-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
伊藤 公一 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任准教授 (50330874)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山中 大介 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任助教 (10553266)
木村 良一 山陽小野田市立山口東京理科大学, 共通教育センター, 准教授 (20343022)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 老化 / シナプス可塑性 / 海馬 / Caホメオスタシス / イメージング / 加齢 / 記憶・学習 / 画像解析 |
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| Outline of Research at the Start |
高齢社会において認知機能障害は大きな社会問題となっている。認知機能の基本単位とされる海馬神経シナプスの可塑的変化は細胞内Caシグナリングが引き金となっており、その機能発現には細胞内Ca濃度制御(細胞内Caホメオスタシス)が重要である。しかしCaホメオスタシスを担う分子のよるシナプス機能への影響についての詳細は依然として不明である。本研究は、高速Caイメージングや電気生理学的手法を用いて、細胞内Caホメオスタシスの加齢性変化によって引き起こされるCaシグナリングの変化を可視化することを目的としている。これにより加齢性脳疾患の創薬のターゲットや神経疾患の早期診断への寄与といった応用が期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
我が国において高齢社会の到来により認知機能障害は大きな社会問題となっている。認知機能の基本的要素とされる海馬神経シナプスの可塑的変化は細胞内Ca2+シグナリングが引き金となっており、その円滑な機能発現には細胞内Ca2+濃度制御(細胞内Ca2+ホメオスタシス)が重要である。本研究は細胞内Ca2+ホメオスタシスの加齢性変化によって引き起こされるCa2+シグナリングの変化を可視化することにより加齢性認知機能低下の機序の一端を解明することを目的としている。
申請者は、今年度から来年度にかけて「Ca2+ホメオスタシスの加齢性変化後のCa2+シグナリングの可視化」を目標にした。そのために今年度は高速Ca2+イメージングの立ち上げを行った。電気生理学との同時記録を目指すため多少の困難があったが安定的に記録ができる状態になった。現在このシステムを用いてCa2+ホメオスタシスを担うと考えられるNaポンプやリアノジン受容体などの遮断薬存在下におけるシナプス活動を計測中である。また共同研究先においても多光子励起in vivoイメージングシステムの立ち上げを行っており、こちらも順調に稼働までこぎつけている。
さらに「Ca2+ホメオスタシス関連分子の同定」も同時に測定しており、共同研究者がもつLC-MS/MSシステムにて老齢動物に特徴的な分子の同定をスタートさせている。システムとしては稼働状態にあるが、老齢動物を用いるために個体が老齢化する時間を要するため、現在はサンプル数を増やしている段階である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の研究計画において次の3つの学術的問いを明らかにする予定である。すなわち、「Ca2+ホメオスタシスの加齢性変化後のCa2+シグナリングの可視化」、「Ca2+ホメオスタシス関連分子の同定」、および「多光子励起顕微鏡を用いたin vivoにおける解析」である。これらの問いに対して用いる方法論として、高速Caイメージングと電気生理学の同時記録、LC-MS/MSによる解析、多光子励起顕微鏡のよるイメージング、といった大掛かりなシステム構築を必要とする。そのため、前者の2つについては今年度および来年度の2年で明らかにする予定とした。現状システムのセットアップを終え記録中であるため予定通りであると考えられる。さらに多光子励起顕微鏡は来年度と再来年度の課題であるが、先回りしてこちらもシステム構築を行ったため、トータルとしておおむね順調に進展していると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は現在の測定を続けて行っていく方針である。今後これをすすめるにあたり、細胞内Ca2+ホメオスタシスが単一神経細胞における問題ではなく神経ネットワークとして問題になってくる可能性がある。そのために単一細胞のイメージングだけではなくネットワークのイメージングやそれを反映した個体レベルでの解析（例えば脳波など）が必要になることがあるかもしれない。その場合に備えて広角イメージングおよび脳波解析のセットアップも行った。
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Report
(1 results)
Research Products
(1 results)
