2020 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of the regulatory mechanism of motor learning using real-time FRET and fast-scan voltammetry
| Project/Area Number |
18K06461
|
|---|
| Research Institution | University of Toyama |
|---|
Principal Investigator |
田端 俊英 富山大学, 学術研究部工学系, 教授 (80303270)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上窪 裕二 順天堂大学, 医学部, 准教授 (80509670)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | シナプス可塑性 / 学習 / 中枢神経系 / Gタンパク質共役型受容体 / ニューロン / 小脳 / アデノシン / ガンマ・アミノ酪酸 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
小脳プルキンエ細胞の代謝型グルタミン酸受容体mGluR１は別種のGタンパク質共役型受容体（GPCR）であるB型GABA受容体GABAbRやアデノシン１型受容体A1Rと相互作用し、その結果、運動学習を支える小脳長期抑圧が促進／阻害される可能性が示唆されている。小脳皮質におけるアデノシン分泌・蓄積とA1R-mGluR1相互作用の連関を調べるため、ニューロンのパッチクランプ電位固定刺激・記録とカーボン微小電極とfast-scan cyclic voltammetryによるアデノシン細胞外濃度測定の同時測定を行う方法を開発した。通常、電気的な干渉により電気生理学・電気化学の同時測定は困難であるが、我々はパッチクランプアンプの刺激電圧を拡張するブースターと細胞近傍に限局してターゲット分子濃度を観測できる炭素パウダー充填微小電極を発明し、２チャンネルの入力を持パッチクランプアンプで同時測定を可能にした。この成果は学会発表論文２件、学術雑誌論文２件として投稿した。現在、小脳スライス・細胞標本に同時測定法を適用し、小脳ニューロンの活動依存的アデノシン放出の動態の詳細を解析し、論文化に向け観測数を増やしている。強制発現系において、CLIP/SNAP/Haloモチーフを挿入したGABAbRとmGluR1にFRETイメージングを適用して、これら受容体の多くが恒常的な複合体を形成していること、これら受容体のアゴニストが作用することによってより近接した配位を取ることを観察した。複合体は細胞膜に点在しているが、画像フレーム全体で集合的にFRET効率を補正・算出するwhole-frame ensemble FRET解析法を確立し、現在、論文化に向け、配位変化の時間的ダイナミクスの詳細を分析している。以上の解析により、GPCR相互作用の分子動態とシナプス可塑性への影響の理解につながった。
|
