| Project/Area Number |
23K14294
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 46010:Neuroscience-general-related
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
高橋 泰伽 東京理科大学, 先進工学部機能デザイン工学科, 助教 (80968248)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
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| Keywords | 二光子顕微鏡 / 広範囲イメージング / in vivo / マウス脳 / ナノ薄膜 / ナノシート / 広視野イメージング / in vivoイメージング / マウス生体脳 |
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| Outline of Research at the Start |
ヒトの複雑な脳機能の解明するためには、一つの神経細胞から神経ネットワーク全体の活動までを幅広く計測する必要がある。しかし、従来の蛍光顕微鏡では頭頂部全域で単一神経細胞の活動を計測するのは困難であった。そこで、広視野かつ高解像度を両立する新規顕微鏡システムと層特異的な神経細胞の細胞体のみに蛍光カルシウムセンサーを発現させる手法の活用する。これにより、マウス頭頂部広域において単一神経細胞レベルでin vivo Ca2+イメージングが可能な手法の確立を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトの複雑な脳機能の解明するためには、一つの神経細胞から神経ネットワーク全体の活動までを幅広く計測する必要がある。これまでに、申請者は透明で生体適合性を持つナノシートを用いたマウス脳の広範囲観察窓の作成法を確立し、頭頂部全域で神経細胞のin vivo イメージングに成功した。しかし、一般的に用いられる蛍光顕微鏡と細胞標識技術では頭頂部全域で単一神経細胞の活動を計測するのは困難であった。そこで、広視野かつ高解像度を両立する新規顕微鏡システムと大脳皮質表層の神経細胞の細胞体のみに蛍光カルシウムセンサーを発現させる手法を活用する。これにより、マウス頭頂部広域において単一神経細胞レベルでin vivo Ca2+イメージングが可能な手法の確立を目指す。
本年度は、異動に伴う実験環境の構築と並行して、先行研究で実施されていたP0マウスのTransverse sinusにアデノ随伴ウイルスをインジェクションすることで全脳に目的タンパク質を発現させる手法の再現に成功した。また、神経細胞の細胞体のみに高輝度の蛍光カルシウムセンサーのアデノ随伴ウイルスの準備を完了し、来年度に使用できる状況を整えた。また、本手法の要となるナノシートを用いた広範囲観察窓の改良に取り組み、長期かつ覚醒下マウスでも神経活動を頭頂部全域で計測可能な観察窓を確立した。本観察窓の作成手法を原著論文として査読付き国際雑誌にて発表した（Takahashi et al. Commun. Biol. 2024）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
申請者が所属機関を移動したことに伴い、実験の環境構築を新たに行う必要があったため実験の進行が遅れている。しかし、前所属機関へ出張して実験を定期的に行っており、原著論文の発表や来年度への実験準備等も進められており、着実に研究は進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、今年度中に作成したアデノ随伴ウイルスを脳広範囲へ導入した際の蛍光プローブの発現の局所性についてマウス固定脳による評価を行う。その後、高解像度のカメラを活用した安価かつ簡便な新規顕微鏡を利用したin vivo評価を実施する。これらの評価によって得られた結果をもとに、頭頂部広域での単一神経細胞レベルでin vivo Ca2+イメージングに実現に向けた改良を適宜行い、原著論文として報告に足るデータを取得することを目指す。
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