2015 Fiscal Year Annual Research Report
カルシウムシグナルの可視化と制御によるグリアアセンブリ動態の解明
| Project Area | Glial assembly: a new regulatory machinery of brain function and disorders |
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| Project/Area Number |
25117002
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
飯野 正光 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50133939)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | シグナル伝達 / 生体分子 / 薬理学 / 脳・神経 / 脳神経疾患 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
以下の４戦略により研究を進めた。
【戦略１】Ca2+シグナル動態解析 タンパク質型Ca2+プローブ（YC-Nano50）をアストロサイト選択的に発現する遺伝子改変マウスを用い、覚醒状態でアストロサイトCa2+シグナルの生体内計測を可能とした。神経細胞、血管平滑筋細胞にYC-Nano50を発現する遺伝子改変マウスを作製して、神経細胞、アストロサイト、血管平滑筋細胞でのCa2+動態を比較することにより、脳血流制御機構の解析を従来の方法とは全く異なる視点から進めた。
【戦略２】細胞内Ca2+放出機構解析 小胞体内腔Ca2+プローブ（G-CEPIA1er）ノックインマウスとドライバーマウスの交配により、アストロサイト特異的にCEPIAを発現するマウスを作製した。小脳バーグマングリアに強い発現が見られ、小脳スライス標本でバーグマングリアにおけるCa2+放出を可視化できることを確認した。
【戦略３】グリオトランスミッター可視化 新規ATPプローブに２色の蛍光小分子を結合させることにより、２色の蛍光強度比によりATPを測定できるように改良した。また、脳梗塞モデルにおいて、ATP濃度が上昇することを明らかにした。
【戦略４】Ca2+シグナル阻害による摂動実験 昨年度までに、IP3分解酵素（5ppase）をグリア細胞選択的に発現する遺伝子改変マウスを作製した。これを戦略１の研究に用い、アストロサイトの血流制御における意義について解析を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
上記の研究実績概要に示した通り、第３年度の計画については、ほぼ予定通りの実績が得られた。計画の一部（戦略１）については、予定した以上に進んでいると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ほぼ予定通り進行しており、大幅な方針変更の必要はなく、以下の通り進める。
【戦略１】Ca2+シグナル動態解析 アストロサイトCa2+動態の生体内可視化法と、神経細胞および血管平滑筋細胞の生体内Ca2+可視化法と組み合わせて、感覚入力に伴う脳血流変化について解析を進め、論文を準備する。
【戦略２】細胞内Ca2+放出機構解析 小胞体内腔Ca2+プローブ（G-CEPIA1er）をグリア細胞選択的に発現する遺伝子改変マウスを用い、アストロサイトのCa2+シグナル動態における細胞内Ca2+放出の寄与を明らかにする解析を進める。
【戦略３】グリオトランスミッター可視化 新規ATPプローブを用いたイメージングにより、大脳皮質におけるATPシグナルを可視化するとともに、IP3R2-KOマウスでは、これが低下するか解析を進め、アストロサイトの活動によりATP放出が生じる解析を進める。
【戦略４】Ca2+シグナル阻害による摂動実験 IP3-Ca2+シグナルの選択的阻害により、グリアアセンブリにおけるIP3依存性成分の寄与を定量する。昨年度までに完成したIP3分解酵素（5ppase）をアストロサイト選択的に発現する遺伝子改変マウスを用い、本年度は戦略１の研究に応用を開始する。
領域内連携研究 アストロサイトのCa2+動態可視化に関連して、大木班との連携により、視覚野の情報処理におけるアストロサイトアセンブリの機能動態を解析する。アストロサイト以外のグリア細胞についても、準備ができ次第、池中班および井上班と連携する。
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| Remarks |
研究室ホームページ
http://calcium.cmp.m.u-tokyo.ac.jp/
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[Journal Article] Visualization of Ca2+ filling mechanisms upon synaptic inputs in the endoplasmic reticulum of cerebellar Purkinje cells.2015
Author(s)
Okubo, Y., Suzuki, J., Kanemaru, K., Nakamura, N., Shibata, T. and *Iino, M.
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Journal Title
J. Neurosci.
Volume: 35
Pages: 15837-15846
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Divergent activity profiles of type 1 ryanodine receptor channels carrying malignant hyperthermia and central core disease mutations in the amino-terminal region.2015
Author(s)
Murayama, T., Kurebayashi, N., Yamazawa, T., Oyamada, H., Suzuki, J., Kanemaru, K., Oguchi, K., Iino, M., and Sakurai, T.
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Journal Title
PLoS ONE
Volume: 10(6)
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Neuronal regulation of Schwann cell mitochondrial Ca2+ Signaling during myelination.2015
Author(s)
Ino, D., Sagara, H., Suzuki, J., Kanemaru, K., Okubo, Y., and *Iino, M.
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Journal Title
Cell Rep.
Volume: 12
Pages: 1951-1959
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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