2020 Fiscal Year Research-status Report
Elucidating diversity of excitatory neurons and neural ensembles in new hippocampal CA2 region
| Project/Area Number |
19K22583
|
|---|
| Research Institution | Kansai Medical University |
|---|
Principal Investigator |
小原 圭吾 関西医科大学, 医学部, 講師 (60740917)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2023-03-31
|
| Keywords | 海馬 / 新CA2領域 / 多様性 / 集団性 / 神経活動 / 神経回路 / 軸索 / シナプス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
海馬新CA2は、海馬において最も近年になり出現した領域である(Kohara et al. Nat. Neurosci 2014)。本研究の第一の目的は、海馬新CA2領域において、GCaMP7fを用いたin vivo神経活動イメージングにより興奮性神経細胞の発火特性における多様性解析を行い、その後、機能実験データと解剖学実験データ、形態実験データを総合的にあわせて、「新CA2領域内の新たな細胞」を同定、定義することである。第二の目的は、海馬新CA2領域において、機能面と解剖学的面から集団性を探索して、これまでに明らかにされていなかった「CA2領域内の新たな細胞集団」を見出すことである。
令和２年度において、海馬新CA2領域においてGCaMP7fを発現する遺伝子組換えAAVの注入を行い、微小蛍光内視顕微鏡を用いた実験を行なった。さらに海馬新CA2領域特異的Creノックインマウス（MAP3K15-Cre）、Cre依存的AAVを用いることによって、CA2からCA2への神経回路の特徴的で非均一的な投射パターンを発見した（未発表）。このデータは、新CA2領域における多様性の存在を示唆していると考えられる。
さらに海馬新CA2領域の多様性を解明するには、既存技術だけでは困難であることから、多様性解析のための新技術の開発を行い、新戦略を用いた遺伝子導入技術「BATTLE-2.1」の開発に成功した。さらに、既存の膨張顕微鏡技術と融合させた複合技術「BATTLE-1EX」を開発した。これらの技術を用いることによって、海馬新CA2領域神経細胞の樹状突起と軸索投射を容易に粗密に可視化することができるようになり、さらに海馬新CA2領域に存在する多様なシナプスの全体像を、光を用いて、高精細に可視化することができるようになった。海馬新CA2領域の多様性の解明が大きく進展することが期待される。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の第一の目的は、新CA2領域において、GCaMP7fを用いたin vivo神経活動イメージングにより興奮性神経細胞の発火特性における多様性解析を行い、その後、機能実験データと解剖学実験データ、形態実験データを総合的にあわせて、「新CA2領域内の新たな細胞」を同定、定義することである。第二の目的は、新CA2領域において、機能面と解剖学的面から集団性を探索して、これまでに明らかにされていなかった「CA2領域内の新たな細胞集団」を見出すことである。
令和２年度においては、新CA2領域特異的Creマウス（MAP3K15-Cre）、Cre依存的AAV、微小蛍光内視顕微鏡等を用いて、総合的に新CA2領域内における多様性の解析、探索が行われた。さらに海馬新CA2領域特異的Creノックインマウス（MAP3K15-Cre）、Cre依存的AAVを用いることによって、CA2からCA2への神経回路の特徴的で非均一的な投射パターンを発見した（未発表）。このデータは、新CA2領域における多様性の存在を示唆していると考えられる。既存の技術だけでは、目的を達成することが、困難であるために、新技術の開発を行い、「BATTLE-2.1」「BATTLE-1EX」の新規開発に世界に先駆けて成功した。これらの技術により、海馬新CA2領域の多様性の解明が大きく進展することが期待される。これらのことから、総合的に見て、おおむね順調に進展しているといえる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題において、予想外に捉えられたCA2からCA2への神経回路の特徴的で非均一的な投射パターン（未発表）は、海馬新CA2領域における多様性の存在を示唆している。今後、さらにこの多様性について、総合的に解析、同定、探索を行なっていく予定である。新CA2領域特異的Creマウス（MAP3K15-Cre）、Cre依存的AAV、微小蛍光内視顕微鏡等による実験に加えて、さらに、我々が開発した新技術「BATTLE-2.1」「BATTLE-1EX」を海馬新CA2神経細胞に適用することによって、海馬新CA2領域の多様性と集団性の解明を行なっていく予定である。
|
| Causes of Carryover |
投稿した論文（２報）の査読過程において、予想以上の多量の追加実験を行う必要が生じ、論文受理（２報）のために、当初予定していた一部の研究計画の進展が抑制されたため。
次年度においては、さらに海馬新CA2領域における、多様性について、総合的に解析、同定、探索を行なっていく予定である。新CA2領域特異的Creマウス（MAP3K15-Cre）、Cre依存的AAV、微小蛍光内視顕微鏡等による実験に加えて、さらに、我々が開発した新技術「BATTLE-2.1」「BATTLE-1EX」を海馬新CA2神経細胞に適用することによって、海馬新CA2領域の多様性と集団性の解明を行なっていく予定である。
これらの研究を遂行するための物品を購入するために、および人件費に研究費を使用する予定である。
|
