Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
グリア細胞も神経細胞と同様にその活動が動物の行動に影響を与えることが示されてきたが、どの脳部位のグリア細胞がどのタイミングで活動するか俯瞰的には行われていない。そこで本研究では、マウスの前肢による到達把持運動を実施させ、大脳皮質におけるグリア細胞のカルシウム活動を観察する。さらにグリア細胞と神経細胞の活動を同時に観察し、グリア細胞、神経細胞、行動の関係を検討する。本研究によって行動中に顕著なグリア活動を示す脳部位が明らかとなり、神経細胞との比較やその部位に絞った活動の詳細を検討することが可能になる。
近年、グリア細胞の活動が動物の行動にも影響を与えることが明らかになってきた。しかし、未解明な問題も多く行動とアストロサイトの活動をマクロレベルとミクロレベルにおいて、高い時間分解能で観察することが必要である。そのような背景のもと、本研究では、市販されている食品用ラップ、透明シリコーンプラグ、およびカバーガラスを用いて大型(6 × 3 mm)の頭蓋窓の作製方法を開発した。この窓を用いてマクロイメージングおよび2光子イメージングが同一マウスより実施でき、神経細胞やグリア細胞の単一細胞レベルの活動や細胞集団の活動をより安価に簡便に観察できるようになった(Manita et al. J Vis Exp 2022)。また、本研究ではマウスの前肢による到達把持課題を開発し(Manita et al. Front Neural Circuit 2022)、この運動を実施するマウスよりアストロサイトのマクロカルシウムイメージングにも成功した。これらにより前肢の運動時あるいは運動後に前頭皮質や血管に局在する蛍光変化が観察された。この前頭皮質の活動は前肢や咀嚼、あるいは報酬獲得に関連する活動の可能性が考えられる。血管の活動に関しては、先行研究では血管に接触するアストロサイトの突起部でカルシウムが上昇すると血管拡張が起こり、このアストロサイトのカルシウム上昇は神経細胞の活動依存的であることが知られている(Takano et al. Nat Neurosci 2006, Petzold et al. Neuron 2011)。今後の研究において、この血管における運動に伴う蛍光変化は神経細胞－アストロサイト連関によるものかを検討する。
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2023 2022
All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results, Open Access: 2 results) Presentation (3 results)
Journal of Visualized Experiments
Volume: 186 Issue: 186 Pages: 186-186
10.3791/64224
Frontiers in Neural Circuits
Volume: 16 Pages: 842748-842748
10.3389/fncir.2022.842748
