2020 Fiscal Year Annual Research Report
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19K23937
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
白井 福寿 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, リサーチアソシエイト (20849038)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| Keywords | シナプス形態解析 / 樹状突起スパイン / イメージング / 死後脳 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
侵襲的解析が困難なヒト脳研究において死後脳解析は、脳内で実際に起きているミクロスケールの病変を解明するための重要な手段である。実際に、死後脳解析からは多くの精神疾患におけるシナプス形態・機能異常が強く示唆され、精神疾患の動物モデルにおいても再現されている。しかし、死後脳は数時間以上の死後安置期間が生じるため、死後脳研究で得られた知見が生前の病態生理を反映しているのか、死後の時間経過による副次的変化であるのかの判別は困難であった。本課題の重要性は、生きた状態や既に固定された状態の神経細胞を対象とする他の研究とは異なり、死後脳サンプルが置かれる特殊だが無視することのできない条件下における変化を詳細に解析する点である。本研究によって、死後脳内で維持される・変化する構造が何であるかを明らかにすることで、精神疾患の病態を予測するための基礎的な知見を得る。動物の脳神経細胞を継続的に観察できる2光子in vivo イメージング法を用いて、動物の生前から死後に渡って脳内の神経細胞やシナプスがどのような変化を辿るのかを観察した。具体的には、蛍光タンパク質単体や、PSD-95やactinといった分子ドメインと蛍光タンパク質との融合タンパク質をコードする遺伝子を大脳皮質の錐体細胞に導入し、発現させる。In vivo 2光子イメージング法を用いることで、神経細胞全体の形態や樹状突起スパインなどの特定の構造の形態をそれぞれ経時的に観察し、縦断的・定量的に解析する。昨年度に引き続き、当手法を用いて、イソフルランによる麻酔下における樹状突起とスパイン形態を観察した。安楽死後の樹状突起やスパインの形態変化は一律にSwelling等の形態変化を起こすというよりは、部位によって異なる時間的変化の推移をたどり、比較的大型の樹状突起スパイン保存されやすい事を示唆するデータを得、現在論文投稿に向け取りまとめている。
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