2018 Fiscal Year Research-status Report
マイクロウェーブ急速凍結法による機能的シナプスのコネクトミクス解析
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17K08525
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| Research Institution | Meiji Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
中舘 和彦 明治薬科大学, 薬学部, 教授 (80372895)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | コネクトミクス / 電子顕微鏡 / シナプス / 急速凍結 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経回路再編のメカニズムを形態学的、特に超微形態学的に解析することを目的に研究を行っている。解析を遂行するために視覚野神経可塑性を神経回路再編のモデルとして用い、神経可塑性の変化を単一ニューロン上に分布する全スパインを網羅的に解析している。単眼遮蔽に伴う視覚入力バランスの差異を受けた視覚野内ニューロンを可視化するために、c-Fosを用いたActivity Mapping法を併用し検討した。高感度での染色性の確保と超微形態学的解析との併用を可能にするため、マイクロウェーブに着目し、抗体の浸透と組織微細構造の保持の条件検討を行った。マイクロウェーブの照射時間と照射量を調節し、組織ダメージがなく、抗体の浸透性が確保できるところまで到達した。今後はさらに至適条件検討を引き続き行う予定である。また、これらの条件検討とともに、視覚野内ニューロン単一スパインから多数のスパインを伴った入力変化が短時間で引き起こされている結果を得た。そこで、電子顕微鏡を用いてシナプス結合の変化を解析した結果、Basal dendriteにおけるスパインに入力変化開始から経時的に形態変化が引き起こされていることを明らかにした。スパインの形態変化は、視覚入力が増強されたスパインでまず膨化と腫脹が起こった。その後、シナプスにおけるPSD部位の面積増加が引き起こされた。 スパイン数の増加はその後に引き起こされた。一方、入力が減少されたスパインでの形態変化は有意に認められなかったが、時間経過に伴ってスパイン数の減少が認められた。形態変化が引き起こされたスパインの割合と神経活動との相関を解析し、今後の研究の発展に寄与する結果を得た。 さらに、急速凍結置換法の予備実験を開始し、高感度で高解像度の像を観察可能な条件を検討し、今後の研究発展の糸口を掴んだ。
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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
本研究は、当初の予定通り概ね順調に行えており、本年度の研究遂行に支障はなく、研究成果を学会発表ならびに論文として報告可能と考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、これまでの研究基盤をもとに、さらなる進展へ向けて研究を行う予定にしている。電子顕微鏡を用いた微細形態学的解析が本研究には必要なため、データの取得までには光学顕微鏡での解析より数段の時間と労力が必要である。マイクロウェーブ法を用いた解析法の条件検討は光学顕微鏡下では既に完成の域に届いており、今年度は電子顕微鏡下での解析法の確立を目指す。FIB-SEMを用いた解析とともに、本研究期間で新たに開発した三次元再構築法を併用して解析していくとともに、連続写真を撮影するためにTEMの解析に加え、SEMを用いた解析を検討している。本研究課題のまとめとなる網羅的な解析をより短時間で解析する予定である。
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| Causes of Carryover |
予定通りの支出を計上したが、海外製品の金額変更などにより上記繰越金が生じた。
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