2012 Fiscal Year Annual Research Report
摘出脳イメージングによる連合学習の分子生理学的研究
| Project/Area Number |
12J06931
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
|---|
Principal Investigator |
佐藤 翔馬 首都大学東京, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)
|
|---|
| Keywords | キイロショウジョウバエ / 長期記憶 / 神経可塑性 / 摘出脳イメージング / painless / TRPチャネル / キノコ体 / インスリン分泌細胞 |
|---|
| Research Abstract |
行動実験によるこれまでの研究から、脳のインスリン分泌細胞とキノコ体の両方で発現するPainless(Pain)TRPチャネルがキイロショウジョウバエ長期記憶に必要であることを明らかにした。本研究は脳で発現するPain TRPチャネルの生理機能を解析し、神経可塑性におけるPain TRPチャネルの役割を解明することを目的とする。本年度は摘出脳イメージング実験を行い、以下の成果を得た。
1.薬物刺激に対するキノコ体およびインスリン分泌細胞におけるカルシウム応答の測定
蛍光カルシウムプローブGCaMP3をキノコ体に発現させた摘出脳へ脱分極刺激としてKCl刺激を行い、キノコ体におけるカルシウム応答を測定した。その結果、高濃度(30mM以上)のKCI暴露によってキノコ体における強い応答が観察された。また、インスリン分泌細胞にGCaMP3を発現させた摘出脳においても、KCl刺激によるカルシウム応答の測定に成功した。2000個以上の細胞から構成されるキノコ体だけでなく、10個程度の細胞群であるインスリン分泌細胞においても測定が可能になったことは、今後の解析にむけての大きな成果である。
2.摘出脳に対する電気刺激実験系の確立
摘出脳イメージング実験において、脳の特定領域へ電気刺激を行う技術を東京都医学総合研究所・上野耕平研究員の指導のもと習得した。そして、当研究室においても装置のセットアップを行い電気刺激の実験系を確立した。具体的には、脳の触覚葉に電気刺激を行うことで、投射先であるキノコ体におけるカルシウム応答を観察できた。摘出脳における電気刺激実験系は次年度以降に実施予定である神経連絡の検証や、神経可塑性の評価を行う上で必須の手法であり、本実験系を確立できたことは今後の研究を行う上で非常に重要な成果である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今後の解析を行う上で必要となる、「1.キノコ体やインスリン分泌細胞における、薬物刺激に対するカルシウム応答の測定」と「2.摘出脳に対する電気刺激実験系」を今年度内に確立できたため、おおむね順調と言える。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本年度は実験系の確立を主な目的として研究を進めたため、次年度以降は、脳で発現するPain TRPチャネルの生理機能の解析と神経可塑性における役割の検証を行っていく。具体的には以下を計画している。Pain TRPチャネルの生理機能を解析するために、1.Pain TRPチャネルの突然変異体や、阻害剤を投与した時の摘出脳における、刺激に対するカルシウム応答の測定、2.シナプス開口放出に反応する蛍光プローブを用いた、神経分泌におけるPain TRPチャネルの関与の検証、3.電気刺激を用いたキノコ体とインスリン分泌細胞間の神経連絡の検証を行う。さらに、神経可塑性におけるPain TRPチャネルの役割を解析するために、4.学習によって刺激に対する摘出脳の応答が上昇するかを、突然変異体や阻害剤と組み合わせて検証する。
|
