2018 Fiscal Year Research-status Report
脳細胞カルシウムシグナルの空間的分離とデコーディング
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16K07316
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
坂内 博子 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 客員研究員 (40332340)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | カルシウム / 神経細胞 / グリア細胞 / イメージング / プローブ開発 / マルチカラーイメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞内カルシウムイオン(Ca2+)の増減「Ca2+シグナル」は、細胞の外界からの情報を適切な生理応答へと変換する役割を担う、普遍的な細胞内シグナルである。しかし、同じCa2+という伝達物質を用いて複数のメッセージを生命暗号としてコードし、多様な生理機能の誘導を可能にする機構については未解明の点が多い。先行研究において我々は、「Local Ca2+センサー」を作成し、従来法では判別できなかったカルシウムシグナルの由来（細胞内からの放出か、細胞外からの流入か）を特定し、Ca2+シグナルの多様性を記述するための新解析法を確立している。今年度は、同一細胞で２カ所同時でのCa2+シグナル測定を可能にするために、波長の異なるセンサーを利用して細胞膜とER膜の同時カルシウムイメージングの技術を確立した。細胞膜に標的したRCaMP2 (Lck-RCaMP2)とER膜に標的したGCaMP6f (OER-GCaMP6f)を同一細胞で、同時に観察できる測定系を確立した。広い視野をもつCMOSカメラとイメージスプリッティング光学系の組み合わせにより、時空間的に高い解像度で、Ca2+シグナルの発生パターンを記録することができた。この測定系を用いてHeLa細胞のHistamine刺激に対する応答を観察したところ、細胞膜に標的したセンサーは長期間持続したCa2+シグナルを示すのに対し、ER膜標的センサーは速やかなCa2+シグナルの低下を示した。この結果は、同じ刺激をうけても、Ca2+シグナルは細胞の局所ドメインごとに異なるを示すということを意味している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
同一細胞における、局所カルシウムシグナルの測定に成功しており、技術開発は計画どおり順調にすすんでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度確立した技術を用いて、流入・放出のCa2+センサーを同一細胞ラット海馬初代培養神経細胞に発現させ、異なるCa2+誘導刺激に対する応答に対して細胞の局所がどのように応答するのかを測定する。細胞膜、ERにおけるCa2+シグナルを、NMDA刺激及びmGluR刺激時に測定し、Ca2+シグナルパターンをそれぞれ測定する。
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| Causes of Carryover |
平成30年度末に研究代表者の所属研究室が閉鎖となるため、研究は順調に進んでいるにも関わらず、今年度は本研究課題に十分なリソースを投入できなかった。具体的には、動物実験回数が計画よりも少なくなったため、次年度使用額が生じた。今年度は未使用額を、昨年度行えなかった動物実験と、効率良いデータ取得のためのイメージング装置のアップグレードに使用する。
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