2002 Fiscal Year Annual Research Report
体内時計ニューロンの超長期・局所カルシウムダイナミックスの解明
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14380372
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| Research Institution | Osaka Bioscience Institute |
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Principal Investigator |
池田 真行 (財)大阪バイオサイエンス研究所, 第2研究部, 研究員 (10288053)
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| Keywords | 体内時計 / 視床下部視交叉上核 / カルシウムイメージング / サーカディアンリズム / 遺伝子銃 / 蛍光タンパク / 細胞培養 / 細胞核 |
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| Research Abstract |
1)マウス急性SCNスライスの細胞内Ca^<2+>動員をfura-2AMを用いて解析したところ、GABA_A受容体やNMDA受容体刺激に伴うCa^<2+>動員に明瞭な後発生変化が認められた(Eu. J. Neurosci. 2003a)。そこで、このスライスをさらにCa^<2+>結合タンパク[Calbindin-D28k(CB)およびCalretinin(CR)]免疫染色により解析したところ、Ca^<2+>応答の後発生変化と平行するかたちで、CB・CR発現に劇的な変化が観察された。一方で、培養SCNスライスでは、新生児型CB発現と成熟型CR発現が認められたため、細胞内Ca^<2+>バッファリングシステムがin vitro環境下で何らかの修飾を受けている可能性が示唆された(Eu. J. Neurosci. 2003b)。
2)遺伝子銃を用いて、培養SCNスライスにCa^<2+>感受性蛍光タンパク(YC2.1)を発現させた。また、神経特異的エノラーゼ遺伝子プロモーターと細胞核移行シグナルを用いて、YC2.1の神経細胞特異的な発現と細胞質・核内への選択的な発現を可能とした。これらの標本を多電極アレイ上で培養することにより、活動電位・自発発火頻度と細胞内Ca^<2+>の同時測定を行った。この結果、SCNニューロンの細胞質Ca^<2+>濃度が約1日(サーカディアン)の周期で変動していることが明らかとなった。このサーカディアンCa^<2+>リズムは、TTXにより活動電位を遮蔽した後にも持続したが、リアノジン受容体拮抗薬により阻害された。よって細胞内Ca^<2+>ストアからの周期的なCa^<2+>放出がリズム源となっているものと思われる。一方で、核内のCa^<2+>濃度には同様のリズムは認められなかった。これらの結果は体内時計による細胞質Ca^<2+>濃度制御とSCNニューロンの強いCa^<2+>バッファリングシステムを示唆するものである(Neuron 2003)。
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[Publications] Ikeda, M., Yoshioka, T., Allen, C.N.: "Developmental and circadian changes in Ca^<2+> mobilization mediated by GABA_A and NMDA receptors in the suprachiasmatic nucleus."European Journal of Neuroscience. 17. 58-70 (2003)
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[Publications] Ikeda, M., Allen, C.N.: "Developmental changes in calbindin-D28k and calretinin immunoreactive neurons in the suprachiasmatic nucleus"European Journal of Neuroscience. (in press). (2003)
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[Publications] Moriya T., Ikeda M., Teshima K., et al.: "Facilitation of α-amino-3-hydroxy-5-methylisoxazole-4propionate receptor transmission in the suprachiasmatic nucleus by aniracetam enhances photic entrainment of the biological clock in rodents"Journal of Neurochemistry. (in press). (2003)
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[Publications] Ikeda, M., Sugiyama, T., Wallace, C.S., et al.: "Circadian dynamics of cytosolic and nuclear Ca^<2+> single suprachiasmatic nucleus neurons"Neuron. (in press). (2003)
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[Publications] Ikeda, M., Kishio, M., Hirono, M., et al.: "Hydrogen-deuterium exchange effects on beta-endorphin release from AtT20 murine pituitary tumor cells"Biophysical Journal. (in press). (2003)
