2022 Fiscal Year Annual Research Report
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20K06870
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
塚田 祐基 名古屋大学, 理学研究科, 助教 (80580000)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | シナプス / 神経伝達 / 神経回路機能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、神経回路に対して光を用いたマイクロ-ナノメートル単位の時空間操作を行い、その影響を神経活動と個体行動の計測として定量することで、神経回路の構造が回路全体の機能においてもつ役割の理解を進めることを目的とした。
当初計画通り、シナプスと特定神経細胞に三色の蛍光タンパク質で蛍光ラベルを発現する遺伝子組換え体を作成することができたため、これを用いてレーザー手術実験を行った。シナプス位置を示す蛍光と、標的とする神経細胞の蛍光シグナルに従って神経軸索をレーザーで切断することで、特定のシナプスは接続したまま、それ以外は機能不全の状態を作り出した。この線虫に対しカルシウムイメージングを行うことで神経伝達に与える影響をシナプス群ごとに評価した。また光によってシナプス機能を局所的に抑制するminiSOGをシナプス特異的に発現させることに成功し、光によって神経伝達が抑制されることを確かめた。
線虫の温度走性行動を担う感覚神経細胞AFDと、その下流である介在神経細胞AIYの接続を標的として、AFD-AIY間にある２０程度のシナプスの神経伝達への影響を評価した。無傷の条件では温度上昇におけるAFDの応答反応はAIYに伝達するが、レーザー手術やminiSOGによる抑制後にはこれが変化することが計測され、その様式を評価した。
また予想しなかった現象として、頭部神経細胞へ微小領域のレーザー手術によって、軸索再生が見られた。一般に抹消神経と中枢神経の軸索再生機構は異なり、中枢神経では軸索再生が起こりにくいことが知られ、本結果は臨床応用などの可能性も期待できる。頭部神経軸索の再生機構を担う分子・細胞機構についても、PKCやグリア細胞が関わることを示す実験結果が得られた。これらの結果は国際会議で発表し、広く海外の研究者を含む専門家と議論した上で学術論文としてまとめている途中である。
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Research Products
(1 results)
