2020 Fiscal Year Annual Research Report
Na+ image analysis of neuron-glia interactions in cutaneous sensory devices
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17K08504
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
岩永 ひろみ 北海道大学, 医学研究院, 准教授 (30193759)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 細胞組織化学 / カルシウム画像 / 槍型感覚終末 / Naイオン感受性蛍光プローブ / グルタミン酸 / ATP / 細胞外シグナルキナーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ラット頬髭動き受容器槍型終末は軸索を包む終末シュワン細胞と自由突起を放射する星形シュワン様細胞の二種グリアを随伴し，両者の形態的中間型が生後発達過程でみられる。最終年度は，グリア形態変化と受容体を介した細胞内イオン濃度変動との関連を以下の実験1, 2で調べた。
実験1.グリアが緑色蛍光を発する遺伝子改変ラット頬髭毛包から槍型終末を含む膜片標本を分離。細胞内信号経路遮断剤の存在・非存在下にP2Y2受容体作動薬UTPを60分与えた後活性型リン酸化細胞外シグナルキナーゼ1/2 (pERK)の免疫蛍光染色（赤色）を施し二種グリアの染色陽性率を比較。
実験２．上記遺伝子改変ラット頬部皮下にP2Y2遮断剤を生後3週令から1週間投与したのち槍型終末分離標本を作成。グリア蛍光像を観察。
実験１でP2Y2活性化はフォスフォリパーゼＣ依存的に星形シュワン様細胞のpERK陽性率を有意に増強し，これが細胞分化や移動を促す可能性が示された。実験２で，P2Y2遮断剤投与群は対照に比べ，終末シュワン細胞への形態移行を示す星形シュワン様細胞が減少傾向にあった。
研究期間全体を通し，上記槍型終末分離標本にNa+プローブSBFIまたはCa2+プローブFura-2のAM体を負荷し，細胞内イオン濃度を蛍光顕微鏡の蛍光比画像または二光子励起顕微鏡の蛍光強度画像としてタイムラプス記録しながら，軸索終末が放出するという信号物質ATPまたはグルタミン酸を細胞外に投与したときのグリア応答検出を試みた。髄鞘形成シュワン細胞で比較的高濃度のグルタミン酸刺激時にSBFI蛍光比増強を観察したが，刺激との関連を検証するには至らなかった。同じ光学系でFura-2をプローブとした実験では，上記二種グリア細胞がATP刺激にP2Y2受容体を介してCa応答すること，そのCa信号の時空特徴と下流信号経路への連鎖は各細胞種に特異であることを明らかにした。
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