2017 Fiscal Year Annual Research Report
Relationship between receptor expression revaled by rhodamine-labeled peptides and calcium responses in cortical neurons
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16K15783
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
小林 真之 日本大学, 歯学部, 教授 (00300830)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 功紀 京都薬科大学, 薬学部, 准教授 (50525798)
崔 翼龍 国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, ユニットリーダー (60312229)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 大脳皮質 / オレキシン / 受容体 / 蛍光標識 / カルシウムイメージング / GCaMP6s |
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| Outline of Annual Research Achievements |
単一ニューロンもしくは一対一のシナプス結合に対する各種アゴニストの効果を調べると，その効果がないものもあれば，非常に強い効果が認められることがある。何故，個々のニューロンやシナプスにおいてアゴニストの効果は異なるのであろうか。その可能性として，ニューロンに発現する受容体が均質ではなく発現密度が大きく異なることが考えられるが，その機構を明らかにすることは極めて困難であった。そこで我々は新たな戦略として，①蛍光物質で標識したアゴニストを投与することによって，アゴニストの受容体への結合量を定量化することを発案し，②ニューロン活動を細胞内Ca2+濃度の上昇として捉えるカルシウム・イメージング法と同時計測することを着想するに至った。
本研究ではオレキシンが作用する大脳皮質の神経細胞に着目して、ローダミン蛍光標識をしたオレキシン（OR-A）を大脳皮質に投与し、その蛍光輝度と神経細胞応答（カルシウム信号）との相関性を解析した。実験には細胞内Ca2+濃度に依存して蛍光輝度が変化するGCaMP6を神経細胞に発現した遺伝子改変マウスを用いた。ウレタン麻酔下で頭蓋骨に骨窓を形成し皮質表層にOR-Aを負荷し、2光子励起顕微鏡でカルシウムイメージングを行った。OR-Aの投与によって視野全体にOR-Aによる輝度上昇を認めた。一部の神経細胞でOR-Aの輝度上昇に伴うカルシウム応答が相関して認められ、その応答は一定レベルで頭打ちとなった。このことから、オレキシンは一部の神経細胞の活動を変調させ、神経ネットワークに影響を与える可能性が考えられた。応答を認めた神経細胞ではオレキシン受容体の細胞膜上への発現が豊富であることが示唆された。
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