| Project/Area Number |
22K20659
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0702:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
MITA Marie 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (20964878)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 蛍光タンパク質 / ライブイメージング / 蛍光タンパク質センサー / プローブ / 脳 / 神経 / バイオセンサー / 脂質アンカー |
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| Outline of Research at the Start |
脳を構成する神経細胞同士の隙間にある生体分子が、脳機能を調節していることが明らかになりつつある。例えばある神経疾患に伴う細胞間隙のイオン濃度の異常は、広範囲にわたる神経活動の一時的な不活性化と、その空間伝播を引き起こす。この現象は拡延性抑制と呼ばれるが、その伝播機構は不明である。本研究課題では、神経細胞間隙の様々な生体分子の動態を可視化する蛍光タンパク質型プローブと、プローブを発現するマウス脳スライス標本を用い、拡延性抑制の伝播を担う細胞外分子の動態を可視化解析し、神経疾患の伝播機序の解明に貢献する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In stroke and/or traumatic brain injury, transient loss of neuronal excitability spreads from the damaged area to a wide range of the brain. This phenomenon, called as spreading depression, is thought to be mediated by some molecules that diffuse throughout the extracellular space. Fluorescent protein-based indicators have been widely used to observe many intracellular molecular dynamics of interest, but the applications for extracellular space were not very common. In this study, we observed the spatiotemporal dynamics of molecules in the extracellular space by using the fluorescent protein-based indicators immobilized in the extracellular space. This extracellular space imaging technique will be useful for the identification of molecules that cause spreading depression and to the elucidation of pathological mechanisms of many neurodegenerative diseases that relate to spreading depression.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
従来のライブイメージング技術は、主に細胞内の分子動態を詳細に可視化し、細胞機能の解明に貢献してきたが、細胞間隙における細胞間相互作用を解明するための、細胞外の分子動態に適用されている例は少ない。脳卒中や脳損傷に起因する拡延性抑制は脳スライス標本で再現できるため、細胞レベルでの病態と細胞間隙における分子動態をイメージングから理解する格好の研究モデルとなる。拡延性抑制の伝播メカニズム解明は、脳機能障害の抑制薬の開発や、回復を早める治療法の確立などにつながることが期待できる。
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