2018 Fiscal Year Research-status Report
中枢シナプスにおける同期・非同期性放出の統一的理解
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18K06472
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
三木 崇史 同志社大学, 研究開発推進機構, 助教 (10598577)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | シナプス / 神経伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経シナプスにおいて活動電位に同期・非同期して起こるシナプス小胞の放出パターンは、シナプス特性、すなわち神経細胞間情報伝達の性質に大きく影響する重要因子である。しかしながら、そのパターンを決めるメカニズムは不明な点が多い。
今年度は、同期・非同期性放出が同時に観察される小脳平行線維シナプスからパッチクランプ記録を行い、近年新たに申請者らが開発した新deconvolution法（Malagon, Miki, et al. 2016）を用いて同期・非同期性放出パターンの解析を行った。異なる測定条件下（細胞外カルシウム濃度、刺激頻度、TEA存在下）でのパターンも同様に解析し、これらを説明するためのモデルシミュレーションを行った。モデルシミュレーションでは、小脳平行線維シナプスにおけるカルシウムチャネルの分布から活動電位によるシナプス前終末内のカルシウム濃度変化をシミュレーションし、それを用いて小胞の放出確率や動員速度を算出した。小胞動員・放出モデルと組み合わせてシミュレーションを行った結果、申請者らが以前提唱していた2ステップモデルで各測定条件における同期・非同期性放出パターンを説明可能であることを明らかにした。2ステップモデルでは、小胞は放出される前に充填サイト、放出サイトの2つのサイトを経由する（Miki et al. 2016）。モデルシミュレーションから、同期性放出は活動電位前に放出サイトに存在する小胞の放出で説明できた。一方、非同期性放出は放出前に充填サイトに存在する小胞の、放出サイトへの動員・放出という連続した動きによって説明できた。これらの結果をまとめ、学術論文として報告した（Miki et al., Nat. Commun. 2018）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画は概ね達成し、この研究内容に関する学術論文を報告することができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、申請者が今回報告した小胞動員放出モデルが、他の中枢神経シナプスにおいても適用可能であるかどうかを検討する。同期・非同期性放出の割合が異なるシナプスに着目し、それらシナプスにおいても申請者らの提唱したモデルで説明可能であるかを検証する。これらの研究を通じて中枢神経シナプスにおいてモデルの一般化を図る。
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Research Products
(4 results)
