2017 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of the structure of axonal varicosities focusing on active zone proteins
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16K16647
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
濱田 駿 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (90755464)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | バリコシティー / プレシナプス / アクティブゾーン / 軸索分離培養容器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
外傷性脳損傷患者の死後脳では、神経軸索上の瘤状の構造バリコシティーの増加が報告されているが、外傷性脳損傷による高次脳機能の異常とバリコシティーとの関連性はよく分かっていない。我々はアクティブゾーン (AZ) 蛋白質CASTのKOマウス由来の初代培養神経細胞において、バリコシティーの数や大きさが増加することを発見した。そこで、バリコシティーの形成や機能とCASTの関連性を研究することにした。
脳組織では微細な形態を観察するのが困難なため培養神経細胞を用いていたが、培養神経細胞は樹状突起や軸索が多数張り巡らされているため、形態の解析が困難であった。そこで、壁に溝を掘り、軸索のみを溝の中へ伸長する軸索分離培養容器を作製し、軸索の形態を観察しやすい実験系の構築を目指した。作製した培養容器では溝の中への軸索の伸長が確認された。しかし、一般的な遺伝子導入法であるリポフェクションがうまくいかず、ウイルスベクターによる発現系ならば遺伝子導入が可能であることが分かった。
また、バリコシティーごとの神経伝達効率等の機能の違いを調べるため、チャネルロドプシン２ (ChR2) を用いた実験系の構築を行った。活動電位を阻害した状態でシナプス末端のChR2を刺激し、ポストシナプスのシナプス応答をパッチクランプ法により記録する方法を検討した。試行錯誤の結果、広範囲に光照射する条件下でシナプス応答を記録することが可能になった。しかし、単独のバリコシティーのみを刺激してシナプス応答を観察することはできなかった。今後の改善にはより電流の流入量の大きいChR2へ改良し、電位依存性Caチャネルを開口させるのに十分な脱分極を引き起こすことが重要と考えられた。
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