新規カルシウムプローブを用いたグリアと神経細胞の同時活動可視化

• Project Area: Glial assembly: a new regulatory machinery of brain function and disorders
• Project/Area Number: 26117503
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 尾藤 晴彦 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00291964)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000); Fiscal Year 2015: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2014: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
• Keywords: 神経科学 / 脳・神経 / 脳神経 / シグナル伝達

Outline of Annual Research Achievements

神経活動と連動した、グリア細胞の電気的活動やカルシウム応答の実態を解明するため、本研究では、2種の異なる細胞に発現する異なるカラーのCa2+インディケーターを再現性よくin vivoにて発現するウィルスベクターを構築し、in vivoにおいて局所的なシナプス活動と、マクロ的グリア活動がどのように関係しているか、可視化できるプローブセットの作成を試みることを主眼とした。
初年度においては、新たに高速高感度の赤色カルシウムインディケーターR-CaMP2の創出に成功し、これをウィルスベクターに搭載させ、GCaMPウィルスとR-CaMPウィルスの同時感染と、異なる細胞集団の同時Ca2+測定に成功した。平成28年度においては、R-CaMP2とG-CaMPをそれぞれ別々のプロモータの下流で発現可能な遺伝子改変マウスを構築し、異なる細胞種でR-CaMP/G-CaMPを同時可視化する条件の検討を開始した。また、青色の新規カルシウムインディケーターを開発し、in vivo大脳皮質神経細胞の自発発火を測定可能な条件を同定するとともに、これら各色インディケーターをグリア細胞で発現するウィルスベクター用プロモータカセットを構築した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Chronic imaging of Purkinje cell calcium activity in awake behaving mice. (2016)
  • Author(s): Gaffield MA, Amat SB, Bito H, Christie JM.
  • Journal Title: Journal of Neurophysiology Volume: 115 Issue: 1 Pages: 413-422
  • DOI: 10.1152/jn.00834.2015
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Facilitation of axon outgrowth via a Wnt5a-CaMKK-CaMKIα pathway during neuronal polarization. (2016)
  • Author(s): Horigane S, Ageta-Ishihara N, Kamijo S, Fujii H, Okamura M, Kinoshita M, Takemoto-Kimura S, Bito H
  • Journal Title: Mol Brain. Volume: 9 Issue: 1 Pages: 8-8
  • DOI: 10.1186/s13041-016-0189-3
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Rational design of a high-affinity, fast, red calcium indicator R-CaMP2. (2015)
  • Author(s): Inoue M, Takeuchi A, Horigane S, Ohkura M, Gengyo-Ando K, Fujii H, Kamijo S, Takemoto-Kimura S, Kano M, Nakai J, Kitamura K, Bito H
  • Journal Title: Nat Methods Volume: 12 Issue: 1 Pages: 64-70
  • DOI: 10.1038/nmeth.3185
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Rational design of ultrafast, high-affinity red calcium indicator for monitoring neuronal activity. (2015)
  • Author(s): Inoue M, Takeuchi A, Horigane S, Fujii H, Kamijo S, Takemoto-Kimura S, Ohkura M, Gengyo-Ando K, Kano M, Nakai J, Kitamura K, Bito H.
  • Organizer: The 45th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Chicago, USA
  • Year and Date: 2015-10-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Rational design of a novel high-affinity, ultrafast, red calcium indicator R-CaMP2. (2015)
  • Author(s): Inoue M, Takeuchi A, Horigane S, Ohkura M, Gengyo-Ando K, Fujii H, Kamijo S, Takemoto-Kimura S, Kano M, Nakai J, Kitamura K, Bito H.
  • Organizer: 第58回日本神経化学会大会
  • Place of Presentation: 大宮ソニックシティ（大宮市）
  • Year and Date: 2015-09-11