機能分子イメージングを用いたグリア・ニューロン相互作用の解析

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15082203
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 岡部 繁男 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (60204012)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 明宏 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (80322080)
• Keywords: シナプス / グリア細胞 / 蛍光顕微鏡法 / 軸素 / 樹状突起 / 神経培養

Research Abstract

グリア細胞の持つ突起構造と神経細胞側の構造をスライス標本内で同時観察する試みは既にいくつか報告されているが、シナプス部位での形態変化に相関が存在するのかについては確実なデータは得られていない。このような疑問に答える為に、シナプス後部構造を一細胞電気穿孔法によってrhodamine-dextranを錐体細胞に導入することで可視化し、一方でアストログリアの突起構造を組み換えアデノウィルスを利用してGFPを発現させる事によって検出した。更に両者が近接して存在する部位を二光子顕微鏡によりタイムラプス同時観察する事で、フィロポディア・スパイン構造とグリア細胞の動態の相関を解析した。海馬CA1およびCA3の樹状突起に形成されるフィロポディア・スパイン構造は、長時間維持されるものと短時間で消失するものに分類されるが、特に長時間維持されるフィロポディア・スパイン構造に選択的にアストログリアの突起が接触していた。アストログリアの接触する突起は時間経過に従いこぶ状の頭部を持つ形態に変化する傾向があった。また電子顕微鏡連続切片の立体再構築により、フィロポディア・スパイン形成期においてシナプス前部とフィロポディア・スパイン、更にグリア由来の突起構造が近傍に存在する例が多く存在する事も示された。これらの結果はシナプス形成の初期過程において、一過性に形成される樹状突起からの微小突起がアストログリアによって安定化されることで結果としてシナプス形成が促進される可能性を示唆する。

Research Products

• [Journal Article] Bi-directional regulation of postsynaptic cortactin distribution by BDNF and NMDA receptor activity (2005)
  • Author(s): Iki, J., Inoue, A., Bito, H., S.Okabe
  • Journal Title: European Journal of Neuroscience 22 Pages: 2985-2994
• [Journal Article] Determination of absolute protein numbers in single synapses by a GFP-based calibration technique. (2005)
  • Author(s): Sugiyama, Y., Kawabata, I., Sobue, K., S.Okabe
  • Journal Title: Nature Methods 2 Pages: 677-684
• [Journal Article] The RNA-binding protein TLS is translocated to dendritic spines by mGluR5 activation and regulates spine morphology. (2005)
  • Author(s): Fujii, R.^*, Okabe, S.^*, Urushido, T., Inoue, K., Yoshimura, A., Tachibana, T., Nishikawa, T., Hick, G.G., T.Takumi ^* equal contribution
  • Journal Title: Current Biology 15 Pages: 587-593
• [Journal Article] High-purity lineage selection of embryonic stem cell-derived neurons. (2005)
  • Author(s): Schmandt, T., Meents, E., Gossrau, G., Gornik, V., Okabe, S., O.Brustle
  • Journal Title: Stem Cells and Development 14 Pages: 55-64
• [Journal Article] Direct visualization of cell movement in the embryonic olfactory bulb using green fluorescent protein transgenic mice : evidence for rapid tangential migration of neural cell precursors. (2005)
  • Author(s): Yamamoto, K., Yamaguchi, M., S.Okabe
  • Journal Title: Neuroscience Research 51 Pages: 199-214
• [Journal Article] Simultaneous observation of stably associated presynaptic varicosities and postsynaptic spines : morphological alterations of CA3-CA1 synapses in hippocampal slice cultures. (2005)
  • Author(s): Umeda, T., Ebihara, T., S.Okabe
  • Journal Title: Molecular and Cellular Neuroscience 28 Pages: 264-274
• [Journal Article] Telencephalin slows spine maturation.
  • Author(s): Matsuno, H., Okabe, S., Mishina, M., Yanagida, T., Mori, K., Y.Yoshihara
  • Journal Title: Journal of Neuroscience in press.