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2016 Fiscal Year Research-status Report

1シナプス小胞解析のための蛍光プローブの適用

Research Project

Project/Area Number 15K14321
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

坂場 武史  同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (80609511)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords神経科学 / シナプス
Outline of Annual Research Achievements

昨年度までに急性単離した哺乳類シナプス前終末(ラット脳幹聴覚系のcalyx of Held)において単一シナプス小胞の可視化を全反射蛍光顕微鏡によっておこない、論文として公刊することができた(Midorikawa and Sakaba, 2015, Neuron)。よって、本研究課題の一番重要かつ、難しい部分はクリアすることができた。
Calyx of Heldは聴覚伝導路にある大型のシナプス前終末であり、ここで得られた知見が哺乳類中枢シナプス一般に適用可能かは議論の余地がある。そこで海馬苔状線維シナプス前終末を急性単離することを試みた。まず、急性単離したシナプス前終末標本の生理的特性を確かめるため、単離標本と急性スライス標本を膜容量測定法などで比較することを試み、基本的な電気特性、開口分泌量などがあまり変わらないことを確認した。そのうえで、FM1-43でシナプス小胞を単一レベルで可視化し、単一シナプス小胞の動態を全反射蛍光顕微鏡で測定することを試み、これに成功した。ここで得られたシナプス小胞開口放出の時間経過と急性スライス標本の苔状線維-CA3錐体細胞同時記録から得られるEPSCをもとにした神経伝達物質放出時間経過を比較し、全反射蛍光顕微鏡による方法の妥当性を確認した。
現在、この方法を用いて、苔状線維終末の特性の解析を進めており、まとまり次第、論文にまとめたいと考えている。また、その他の標本にも応用可能か、国際共同研究などを通して試行したいと考えている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本研究課題の一番重要かつ、難しい部分であるシナプス前終末における単一シナプス小胞の可視化に成功し、現在はcalyx of Held以外のシナプス前終末に本方法が適用可能か検討するなど、当初予定よりは進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

海馬シナプス前終末の特性を本課題で開発した全反射蛍光顕微鏡を用いた方法で解析すること、また、可能であるならば、全反射蛍光顕微鏡以外のいわゆる超解像度光学顕微鏡技術の適用を考えたい。また、まとまった研究成果は確実に論文公刊したいと考えている。

Causes of Carryover

本年度は、消耗品などの利用の効率化を積極的に進め、また既存の設備を利用して実験を可能な限りコストのかからないようにした結果、助成金を来年度に繰り越すことになった。なお、研究そのものは計画以上に進展していて問題はない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

現在、自作の全反射蛍光顕微鏡を構築しており、その費用に充当したい。これは本研究課題の当初計画に沿ったものであり、また将来的に超解像度光学顕微鏡へ転換できるように構築している。

  • Research Products

    (6 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] マックスプランク実験医学研究所(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      マックスプランク実験医学研究所
  • [Journal Article] Synaptic Vesicle Endocytosis Occurs on Multiple Timescales and Is Mediated by Formin-Dependent Actin Assembly.2017

    • Author(s)
      Soykan T, Kaempf N, Sakaba T, Vollweiter D, Goerdeler F, Puchkov D, Kononenko NL, Haucke V.
    • Journal Title

      Neuron

      Volume: 93 Pages: 854-866

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2017.02.011

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Distinct modes of endocytotic presynaptic membrane and protein uptake at the calyx of Held terminal of rats and mice.2016

    • Author(s)
      Okamoto Y, Lipstein N, Hua Y, Lin KH, Brose N, Sakaba T, Midorikawa M.
    • Journal Title

      Elife

      Volume: 5 Pages: pii: e14643

    • DOI

      10.7554/eLife.14643.

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 哺乳類シナプス前終末の生理学的研究2017

    • Author(s)
      坂場 武史
    • Organizer
      日本生理学会
    • Place of Presentation
      浜松アクトシティ(静岡県・浜松市)
    • Year and Date
      2017-03-28
  • [Presentation] Mechansims of transmitter release at the calyx of Held synapse..2017

    • Author(s)
      Sakaba T
    • Organizer
      Goettingen Neurocience meeting
    • Place of Presentation
      ゲッチンゲン(ドイツ)
    • Year and Date
      2017-03-23
  • [Presentation] 中枢神経系におけるシナプス伝達の生理学、塚原仲晃賞記念講演2016

    • Author(s)
      坂場 武史
    • Organizer
      日本神経科学学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-07-20
    • Invited

URL: 

Published: 2018-01-16  

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