2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K06722
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
川口 真也 同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (00378530)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 軸索 / シナプス前部 / 受容体 / GABA-A受容体 / シナプス伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経細胞の軸索は1マイクロメートル程度と小さく、1ミリ秒以下の活動電位を伝導する微細構造・高速機能部位であるため、軸索でどのように活動電位の伝播が調節されるかは不明である。本研究は、これまでの研究から示唆された軸索での動的情報処理の実体を明らかにし、神経回路の情報処理の柔軟性の基盤となる新たな仕組みを明示することを目指す。この目的を達成するには、複雑に分岐する軸索での情報伝達の変化を同時に多点で解析する必要がある。そこで、活動電位を検出する膜電位感受性蛍光タンパク質を開発し、軸索における活動電位の伝播を高い時空間解像度で計測できるようにする。そして、軸索からの直接パッチクランプ記録と蛍光イメージングを組み合わせることにより、軸索における動的な情報処理機構を分子・細胞レベルで明らかにする。
本年度は、初代分散培養のプルキンエ細胞の軸索からの直接パッチクランプ記録とケージド化合物の紫外光による局所活性化を駆使して、プルキンエ細胞の軸索終末におけるGABA-A受容体の局在とその機能的な役割について生理学的な研究を行った。特に、比較的小型の軸索終末にグラミシジンを用いた非侵襲的なパッチクランプ記録を適用することで、軸索終末部ではGABAの作用が興奮性に働きやすく、活動電位時のカルシウム流入を強めるためにシナプス伝達を増大させる働きがあることを見出した。また、急性スライス標本においてもプルキンエ細胞の軸索終末にGABA-A受容体を介する電流が認められることを、直接パッチクランプ記録により確かめた。以上の結果から、プルキンエ細胞の軸索終末において、GABAを介した興奮性作用が活動電位と協調的に働くことにより、終末部からの出力が調節される仕組みを同定した。
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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
本研究は、軸索部における伝達物質受容体による動的調節メカニズムを明らかにすることが目的である。プルキンエ細胞の軸索終末部におけるGABA-A受容体の局在とそれによる機能調節機構を明らかにすることに成功したことにより、当初目的がほぼ達成された。
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| Strategy for Future Research Activity |
軸索終末部における伝達物質受容体による機能調節メカニズムが、小脳プルキンエ細胞に限らず、広く中枢神経系ではたらく普遍的なものである可能性が考えられる。そこで、小脳の抑制性介在ニューロンや登上線維、平行線維など、他の軸索終末部にも直接パッチクランプ記録を適用することを試み、同様の機能調節がはたらくか否かを検討する。
これら一連の研究により、忠実に情報を伝導するだけであると認識されていた軸索・終末部の動的な情報修飾機構について知見を蓄積することを計画する。
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| Causes of Carryover |
消耗品および薬品等の効率的な使用につとめることで、節約ができた。また、年度途中に次春に研究機関を異動する公算が高まったため、機関間で移管することが難しい研究費を優先して使用した。これにより、異動後に必要性が高まることが予測される研究経費について、基金化されている本研究課題を有効利用することを企図した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究機関の異動に伴い研究環境が変化したため、研究遂行に必要な設備、消耗品、薬品等を整備する必要があり、それらへ充当することで有効な研究進展への利用を図る。
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Research Products
(3 results)
