AQP4-dependent ATP/Adenosine releaser from astrocyte following neuronal activities
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22K06431
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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 46010:Neuroscience-general-related
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
森田 光洋 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (50297602)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塚本 寿夫 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (90579814)
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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: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | AQP4 / アデノシン / 神経活動 / グルコース代謝 / 生体イメージング / 光遺伝学 / アストロサイト / 水チャネル / 多光子顕微鏡 / 精神疾患 |
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| Outline of Research at the Start |
アストロサイトが放出したATPは細胞外でアデノシンに分解され、アデノシン受容体を介して神経活動や脳血流に影響を与える。申請者は先行研究において、アストロサイトの終足(endfoot)に局在する水チャネル(AQP4)依存的なATP/アデノシン放出を見出した。本研究では「神経活動に伴いグルコース消費が亢進すると、アストロサイトでは血流からのグルコース取みと共役したAQP4依存性の水流入が増加し、これに伴いATP/アデノシンが放出される。」との仮説を立て、これをin vivo イメージングと光遺伝学により実証することを目指す。これにより神経活動とエネルギー代謝の恒常性を維持する機構が解明される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
マウス生体脳における神経活動依存的なグルコース消費とAQP4 依存的な ATP /アデノシン 放出の関係を実験的に実証するため、初年度に当たる2022年度は生体イメージング関連の実験系構築とモデル棟物の作製及び検討を行った。具体的には、現有のの2 光子ホログラフィック顕微鏡を用いて ホログラムとして作成した 2光子スポットパターンで大脳 皮質の神経細胞を光遺伝学刺激し、2光子カルシウムイメージングで応答を可視化した これに加えて頭蓋を透明化し、低倍の対物レンズで大脳皮質全体を広域カルシウムイメージングする系を確立し、これを用いて解析する予定の、神経細胞がGCaMPを発現するAQP4欠損マウスを作成した。またAQP4が ATP/アデノシン 放出を介して 神経伝達を修飾する実例として、これまでに コカインの禁断症状として発現するマウスのうつ様行動がAQP4依存的なATP/アデノシン 放出の変調と、これに伴うドーパミン神経伝達の不全によるものであることが示されており、現在投稿中である。また、本年度はこれに関連して コカイン急性期の覚醒作用についてオープンフィールド試験を用いて検討し、AQP4欠損マウスでは 覚醒作用が消失することを見出した。 A
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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
神経活動を可視化及び操作するための実験系が確立した。またAQP4欠損マウスにおけるATP/アデノシン 放出に関連した行動の変容を独自に発見している。 一方で グルコース代謝や細胞外ATP、アデノシン、ドーパミンを測定するためのAVVベクターは、すでにいくつか入手されているものの、これらが現存の２光子ホログラフィック顕微鏡で利用可能であるかについては検討段階である。
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| Strategy for Future Research Activity |
細胞内グルコース、細胞外ATP、アデノシン、ドーパミン などを可視化するための蛍光タンパク質を発現するAAVベクターをスライス培養系において発現させ、これを用いたイメージングを確立する。この系を用いて 生体 マウスのイメージング及び光遺伝学刺激を行いて、目的とする 仮説を実証する。
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Report
(1 results)
Research Products
(8 results)
