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グリア細胞カルシウムシグナルの進化的意義の解明

Publicly Offered Research

Project AreaGlial assembly: a new regulatory machinery of brain function and disorders
Project/Area Number 26117509
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research (2015)
Nagoya University (2014)

Principal Investigator

坂内 博子  国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 客員研究員 (40332340)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywordsグリア細胞 / カルシウム / カルシウムイメージング / 1分子イメージング / ゼブラフィッシュ
Outline of Annual Research Achievements

グリア細胞の存在は多くの生物種で知られているが,ほ乳類以外の動物において神経系で,脳機能の制御に積極的に関わるか否かは明らかにされていない.本研究では,が透明で遺伝子組換え動物の作成が容易であり,逃避行動に関わる神経回路に関する知見が豊富なゼブラフィッシュの利点を生かし,グリア細胞におけるカルシウムシグナルが個体の行動制御を司る可能性を明らかにした。細胞膜に標的したGCaMP6f(LCK-GCaMP6f)をGFAPプロモータ制御下で発現するゼブラフィッシュを用いて受精後3-7日稚魚脳のin vivoイメージングを行い,視蓋,後脳,脊髄のグリア細胞で自発的なカルシウムシグナルが存在することを確認した.また、逃避行動を誘起する聴覚刺激(500 Hz)を与えたところ,後脳のグリア細胞では自発的カルシウムシグナルとは異なる,より長く広範囲に広がるカルシウムシグナルが観察された.この結果は、魚類でも神経活動に伴ってグリア細胞の活動が誘起されることを示唆している.また、Young gliaの枠組みで、デュッセルフ大学のGriemsmaan博士と共同で、げっ歯類アストロサイトAMPA受容体の1分子イメージング実験を行った。さらに、ER標的型のGCaMP6fを開発し、げっ歯類海馬アストロサイトにおいて自発的カルシウムシグナルイメージングを行ったところ、実はERからのカルシウム放出よりもカルシウム流入の方が多いことがわかった(Niwa et al. 2016). このカルシウム流入は正体はStore operated Ca2+ channel (SOCC)を介しておこっており、海馬アストロサイトではERが枯渇しない状態でもSOCCが恒常的に活性化され、ERのカルシウム量を一定に保つことに貢献していることが示された(Sakuragi et al. 2017)。

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。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2017 2016 2015 2014 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 13 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] デュッセルドルフ大学(ドイツ)

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    • Author(s)
      Sakuragi S, Niwa F, Oda Y, Mikoshiba K, Bannai H
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun

      Volume: 486 Issue: 4 Pages: 879-885

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.03.096

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    • Author(s)
      Vervliet T, Pintelon I, Welkenhuyzen K, Bootman MD, Bannai H, Mikoshiba K, Martinet W, Nadif Kasri N, Parys JB, Bultynck G
    • Journal Title

      Biochem Pharmacol.

      Volume: 132 Pages: 133-142

    • DOI

      10.1016/j.bcp.2017.03.011

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  • [Journal Article] Astrocytic IP3Rs: Contribution to Ca2+ signalling and hippocampal LTP.2017

    • Author(s)
      Sherwood MW, Arizono M, Hisatsune C, Bannai H, Ebisui E, Sherwood JL, Panatier A, Oliet SH, Mikoshiba K.
    • Journal Title

      Glia

      Volume: 65 Issue: 1 Pages: 502-513

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2016.09.034

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    • Author(s)
      丹羽 史尋、坂内 博子、御子柴 克彦
    • Journal Title

      実験医学

      Volume: 34 Pages: 2190-2193

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    • Author(s)
      丹羽 史尋,坂内 博子,御子柴克彦
    • Journal Title

      Folia Pharmacologica Japonica

      Volume: 147 Issue: 4 Pages: 184-189

    • DOI

      10.1254/fpj.147.184

    • NAID

      130005143835

    • ISSN
      0015-5691, 1347-8397
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    • Acknowledgement Compliant
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    • Author(s)
      Hiroko Bannai, Fumihiro Niwa, Mark W. Sherwood, Amulya Nidhi Shrivastava, Misa Arizono, Akitoshi Miyamoto, Kotomi Sugiura, Sabine Levi, Antoine Triller, Katsuhiko Mikoshiba
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 13 Issue: 12 Pages: 2768-2780

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2015.12.002

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Deciphering the property of individual cells by single molecule analysis of membrane molecule dynamics2016

    • Author(s)
      ○坂内博子、丹羽史尋、有薗美沙、御子柴克彦
    • Organizer
      第54回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場・(茨城県、つくば市)
    • Year and Date
      2016-11-26
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      ○坂内博子
    • Organizer
      日仏生物学会主催一般公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      恵比寿日仏会館・(東京都、渋谷区)
    • Year and Date
      2016-11-20
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    • Author(s)
      ○Hiroko Bannai
    • Organizer
      International Conference on Single Cell Research 2016
    • Place of Presentation
      東京大学・(東京都、文京区)
    • Year and Date
      2016-11-17
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 細胞膜分子動態が語る脳のしくみ2016

    • Author(s)
      ○坂内博子
    • Organizer
      第8回生命情報若手の会
    • Place of Presentation
      北海道大学・(北海道、札幌市)
    • Year and Date
      2016-10-14
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    • Invited
  • [Presentation] グリアアセンブリ活動の多様性を支えるグリア細胞自己組織化戦略2016

    • Author(s)
      坂内博子
    • Organizer
      第89回 日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2016-03-11
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] In vivo imaging of glial cell activity in zebrafish2015

    • Author(s)
      Hiroko Bannai, Masashi Tanimoto, Shigeo Sakuragi, Yurie Matsutani, Yoichi Oda
    • Organizer
      第53回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2015-09-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Dynamic regulation of inhibitory synaptic transmission by glutamate and calcium.2015

    • Author(s)
      Hiroko Bannai
    • Organizer
      Nagoya International Symposium on Neural Circuits - Decoding principle of neural circuits using model animals II
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2015-09-10
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      2014 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Differential calcium‐dependent control of synaptic GABAA receptor clustering by ionotropic and metabotropic glutamate receptor2015

    • Author(s)
      Hiroko Bannai, Fumihiro Niwa, Mark Sherwood, Amulya Shrivastava, Misa Arizono, Akitoshi Miyamoto, Kotomi Sugiura, Sabine Levi, Antoine Triller, Katsuhiko Mikoshiba
    • Organizer
      5th edition of the SINGLE MOLECULE LOCALIZATION MICROSCOPY SYMPOSIUM
    • Place of Presentation
      ボルドー
    • Year and Date
      2015-08-27
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      2014 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 1分子動態イメージングによる脳機能へのアプローチ2015

    • Author(s)
      坂内 博子,丹羽 史尋,有薗 美沙,Triller Antoine,御子柴 克彦
    • Organizer
      検索結果 日本顕微鏡学会 第71回学術講演会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2015-05-14
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  • [Presentation] 「‘脳研究にラマン’を真剣に考える」2015

    • Author(s)
      坂内 博子
    • Organizer
      理研シンポジウム:最先端光計測とライフサイエンスの 近未来-バイオ・ラマン2017-
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2015-05-01
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  • [Presentation] Approach to the brain function by imaging single molecule behavior2015

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      Hiroko Bannai
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      The OIST workshop, Single Protein Dynamics in Cellulo 2014
    • Place of Presentation
      沖縄(OIST)
    • Year and Date
      2015-04-22
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 「グルタミン酸とカルシウムによる GABA 作動性シナプス構造の空間的制御」2015

    • Author(s)
      坂内 博子
    • Organizer
      第120回解剖学会総会・全国学術集会・第92回日本生理学会 合同大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-21
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  • [Presentation] 「IP3誘導カルシウム放出によるGABA作動性シナプス構造の安定化」2015

    • Author(s)
      坂内 博子
    • Organizer
      第88回日本薬理学会年会シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2015-03-20
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    • Invited
  • [Presentation] 「膜分子のふるまい」を見て「細胞内シグナル」を知る2014

    • Author(s)
      坂内 博子,丹羽 史尋,Triller Antoine,御子柴 克彦
    • Organizer
      第52回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2014-09-27
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Strategy for the self-organization of plasma membrane revealed by quantum-dot single particle tracking.2014

    • Author(s)
      坂内 博子,丹羽 史尋,有薗 美沙,Triller Antoine,御子柴 克彦
    • Organizer
      Neuroscience 2014
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-09-13
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    • Invited
  • [Remarks] Research of Hiroko Bannai

    • URL

      http://hamhamqdspt.strikingly.com/

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      2015 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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