2017 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of synapse dynamics receiving the different inputs
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15K18360
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田中 慎二 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (60548494)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | シナプス / イメージング / スパイン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
シナプスは神経細胞間の情報伝達に重要な役割を果たす微小構造であるが、その動態が異なる神経回路でどのように違うのかについては不明な点が多い。本研究では大脳皮質2/3層の錐体細胞に入力するシナプスを、樹状突起上の空間的配置や分子マーカーをもとに分類し、それぞれのグループが示すシナプス動態のパターンに違いがあるか検討した。まず錐体神経細胞のapical樹状突起とbasal樹状突起の間でシナプス動態を比較するため、脳深部のイメージングを可能にするopen skull法の確立を行った。様々な方法を検討した結果、頭蓋骨除去後にカバーガラスを脳表面に強く密着させることで効率良く長期間観察可能な観察窓を作成する事に成功した。この技術を用いて大脳皮質2/3層錐体神経細胞のapical樹状突起とbasal樹状突起のin vivoイメージングを行いスパインのターンオーバーを比較したところ、apical樹状突起のスパインの方がbasal樹状突起のスパインより高いターンオーバーを示した。また、gephyrinをマーカーとして、視床からの投射を受けるスパインと大脳皮質から投射を受けるスパインに分類したところ、gephyrinの集積が認められるスパインはapical樹状突起、basal樹状突起の双方で安定性が非常に高かった。一方、gephyrin集積が認められるスパインの割合はapical樹状突起の方が多く、apical樹状突起とbasal樹状突起のスパインターンオーバーの違いはgephyrinが集積してないスパインの安定性が異なる事に起因していた。以上から、大脳皮質錐体細胞における興奮性シナプスの動態は樹状突起の空間的配置やそれに伴う神経回路に依存して異なる調節を受けている可能性が示された。
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