2022 Fiscal Year Annual Research Report
Synapse nano-analysis for understanding of neural circuit formation
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20H00481
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岡部 繁男 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (60204012)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | シナプス / 神経回路 / 細胞骨格 / 超解像顕微鏡 / インビボイメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では三つの研究項目（A. B. C）を最終的に統合することによって「スパインのナノスケールでの構造・分子動態・機能の関連性のモデル化」を目指している。
（A）スパイン構造が分子動態・機能に与える影響：前年度に全自動でのスパインシナプス定量を実現する方法論がほぼ完成し、実際のサンプルにおける検証を本年度は実施した。複数の疾患モデルマウスから調製した培養細胞から取得した樹状突起の画像生データから全自動で形態パラメーターを抽出した。得られた結果の解析から、野生型と疾患モデルマウス由来のスパインシナプスの形態の相違点を客観的に評価することが可能となった。
（B）シナプスの構造・分子動態・機能の関係性を説明するモデル：項目Aで得られた構造データについて、複数の疾患モデルマウス由来のシナプスの大規模データ比較を実施した。特定の形態を持つシナプスが特に疾患分類と相関し、また精神疾患と発達障害のモデルマウス由来のシナプスではこの特定のスパインシナプス集団において形態学的な相違が存在すること、この相違点がスパインの動態と関連することが明らかになった。
（C）シナプスの構造パラメーターのin vivoへの拡張：AとBの実験で得られたスパイン安定化に寄与するパラメーター候補を用いて、組織レベルでのシナプス構造解析を次に実施した。組織拡大技術によるシナプス微細構造の定量化技術を、実際のモデルマウスの解析に適用して数千個のスパインシナプスのデータを得た。更にAにおいて培養細胞レベルで同定されたスパインシナプスの形態学的特徴が組織レベルでも再現されるかどうかを検討した。二種類の疾患モデルマウス由来のシナプスにおいて、スパイン形態の変化の程度は培養細胞と脳組織において相関が存在することが確認できた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Necl2/3-mediated mechanism for tripartite synapse formation.2023
Author(s)
Nozawa O, Miyata M, Shiotani H, Kameyama T, Komaki R, Shimizu T, Kuriu T, Kashiwagi Y, Sato Y, Koebisu M, Aiba A, Okabe S, Mizutani K, Takai Y
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Journal Title
Development
Volume: 150
Pages: dev200931
DOI
Peer Reviewed
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