2020 Fiscal Year Research-status Report
運動制御・学習の発達における小脳神経回路機能モジュールの時空間光解析
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19K06756
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
津田 佐知子 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (80736786)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平田 豊 中部大学, 工学部, 教授 (30329669)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 小脳神経回路 / ゼブラフィッシュ / 膜電位イメージング / カルシウムイメージング / 機能モジュール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ゼブラフィッシュ小脳でのプルキンエ細胞の集団活動の光計測については、プルキンエ細胞の小脳広域カルシウムイメージング、行動実験、および時空間定量解析により、プルキンエ細胞による集団活動パターンの実態解析を行った。その結果、プルキンエ細胞クラスターのサイズや形状、感覚入力に伴う変化、さらにプルキンエ細胞による同調活動を明らかにした。また、プルキンエ細胞の１細胞蛍光標識実験と以上の解析を組み合わせ、クラスターをなすプルキンエ細胞数を推定した。以上のゼブラフィッシュ小脳プルキンエ細胞の集団活動の制御機構について、薬剤処理実験に加え、２光子レーザー顕微鏡を用いた下オリーブ核ニューロン集団のablationを実施した結果、この下オリーブ核ニューロン入力を受けるプルキンエ細胞集団間での活動の類似性低下が認められた。さらに、ニューロン種特異的な機能解析を行うため、botulinum toxinもしくはnitroreductaseトランスジェニック系統を用いた、細胞種特異的な神経接続阻害・細胞死誘導実験系を発達期小脳において確立した。膜電位イメージングについては、高感度・高速のGEVIであるArcLight、ASAP3bのゼブラフィッシュへの導入を行った。ArcLightについては、UAS系統を用いた詳細解析により、脊髄ニューロンにおける高解像度での波形解析、閾値下シグナルおよび過分極様シグナル、さらに細胞コンパートメントレベルでの膜電位光計測に成功した。また、ASAP3bがゼブラフィッシュ脳において細胞膜に局在することを確認した。
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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
行動実験と組み合せた小脳広域における神経活動の光計測およびその時系列解析、GEVI膜電位イメージングなど、特に問題なく進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
小脳における広域ネットワーク構造およびそのダイナミクスについての定量的解析を進めるとともに、小脳学習との統合解析系、プルキンエ細胞における１細胞レベルでの膜電位イメージングの確立を目指す。
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| Causes of Carryover |
コロナ状況に際し使用計画に変更が生じたため。次年度の必要消耗品購入などに使用予定である。
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