2018 Fiscal Year Research-status Report

Physiological role of vesicular glutamate release from glial cells

Research Project

Project/Area Number	17K07070
Research Institution	Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science
Principal Investigator	宮下知之公益財団法人東京都医学総合研究所, 認知症・高次脳機能研究分野, 主席研究員 (70270668)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	グルタミン酸 / グリア細胞 / 学習 / 記憶 / ショウジョウバエ / vGluT / 開口放出
Outline of Annual Research Achievements	近年、グリア細胞の放出する神経伝達物質（gliotransmitter)が、神経細胞のシナプス可塑性をコントロールしていることが明らかになってきた。しかし、gliotransmitterにはまだ不明な点が多い。最近我々は、ショウジョウバエのグリア細胞の1種であるEnsheathingグリアに特異的に発現する新規のvGluT、DvGluT2を同定した。RNAiを用いてDvGluT2をグリア細胞でKnock downすると、匂いと電気ショックを用いた連合学習が障害され、DvGluT2がグリア細胞内で機能し、学習、記憶に重要な役割をもっていることが示唆された。さらに、活動依存的なシナプス伝達の痕跡の可視化法を利用すると、キノコ体とEnsheathingグリアとの間で、電気ショックのみを与えた時でも開口放出の痕跡が検出された。このことからEnsheathingグリアからのGlu放出が、電気ショックの情報をキノコ体に伝えている可能性が考えられた。しかし、実際に電気ショック時にグリアからのGlu開口放出がおこっているかどうかは明らかでない。そこで、今年度は生きたショウジョウバエに匂いや電気ショックを与えながら、特定の細胞内シグナルの動態を調べることができるin vivoのイメージングを行った。Ensheathingグリアに発現させたDvGluT2::pHluorinを用いたimagingでは、電気ショックに合わせて開口放出を示す蛍光の変化が観察された。GluのセンサーであるiGlusnFRを用いたimagingを行うと、電気ショックに合わせてキノコ体の細胞外Gluの濃度が上昇した。このことから、グリア細胞がgluを放出することで電気ショックの情報をキノコ体に伝えている事が示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason imagingに使用するprobeを発現させるショウジョウバエの作成に時間がかかることや、imaging装置の変更を行う以外は、概ね順調に結果が出ていると思われる。
Strategy for Future Research Activity	gliotransmitterrの開口放出については、グリア細胞内の放出ベシクルの有無など、まだまだ明らかでないことが多いので、電子顕微鏡によるベシクルの存在確認と、免疫電顕法によってベシクルにDvGluT2が存在するかを中心に行っていく。
Causes of Carryover	imagingに使用する温度変更可能なチャンバー装置の納期が遅れたため、支払いを次年度に回した。