2020 Fiscal Year Annual Research Report
Deciphering functional significance of newly generated neurons at postnatal stage investigated by multi-photon 4D imaging
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20H04122
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
坂本 雅行 京都大学, 生命科学研究科, 特定准教授 (00777865)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | カルシウムイメージング / ４Dイメージング / 嗅球 / 高次脳機能 / 生後発達期 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトを含めた哺乳類の生後発達期の脳においても神経幹細胞が存在し、ニューロン新生が起こっている。側脳室周囲・脳室下帯で産まれた新生ニューロンは顆粒細胞として嗅球神経回路に組み込まれる。ところが、これら新生ニューロンが嗅覚依存的な学習過程において、どのように機能しているかについてはよく分かっていない。本研究では、多光子励起顕微鏡を用いた生体イメージング技術を用いて、新生ニューロンの機能的意義について、回路レベルで明らかにすることを目標としている。
新生ニューロンの機能を理解するためには、単一平面からの活動計測だけでは不十分である。すなわち、深さ情報を含めた３次元レベルでできるだけ多くのニューロンの活動を同時に記録する方法を確立する必要がある。令和２年度は、４Dイメージングを実現するため、２光子励起顕微鏡にピエゾを導入し、生体においても多平面でイメージングが可能な顕微鏡を作製した。作製した２光子励起顕微鏡を用いて、頭部固定覚醒条件下で嗅球ニューロンのカルシウムイメージングをおこなったところ、匂い刺激に対する嗅球ニューロン（僧帽細胞ならびに顆粒細胞）の応答について、1細胞レベルの解像度を保ったまま検出することができた。次に、イメージング技術を用いて嗅覚依存的な学習過程における新生ニューロンの機能について評価するため、頭部固定条件下でおこなう嗅覚学習課題の立ち上げをおこなった。その結果、２光子励起顕微鏡下で実現可能な行動実験を新たに確立することができた。
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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
令和２年度の目標であった、４Dイメージング用の顕微鏡ならびに嗅球のin vivoイメージングを立ち上げることができた。また、頭部固定条件下でおこなう嗅覚依存的な行動解析についても新たに確立することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
確立した嗅覚依存的な行動実験を２光子励起顕微鏡下でおこない、学習過程において嗅球ニューロンの活動がどのように変化していくかを明らかにする。
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