2012 Fiscal Year Annual Research Report
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21220008
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岡部 繁男 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60204012)
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| Project Period (FY) |
2009-05-11 – 2014-03-31
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| Keywords | シナプス / イメージング / ＧＦＰ / 高解像度 / ＰＳＤ |
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| Research Abstract |
シナプスが脳においてどのように形成され、維持され、再編成されるのか、その分子機構を理解することはヒトのさまざまな脳機能解明の基盤となる。新しい光学的測定技術であるSTORM法 / PALM法を適用することにより、大脳皮質や海馬での神経細胞間のシナプス形成・維持機構を明らかにすることを目的として研究を実施した。
本年度は（１）前年度までに開発したSTORM/ PALM法に利用可能な蛍光プローブであるPSD-95-tdEOSによる一個のPSD・シナプスに存在する分子の局在についてのデータの取得を終了させた。（２）更にPSD-95-mEOS2, PSD-95-PAtagRFPを作成し、これらの蛍光プローブを利用してデータの再現性を確認した。（３）タイムラプス観察により新しく形成されたシナプスを同定し、シナプス形成後の時間経過に沿って起きるPSD構造の変化を解析した。得られた結果から、シナプスへのPSD足場蛋白質の集積は数時間で起こる比較的速い現象であるが、その後のPSD構造の成長はよりゆっくりした時間経過で進行することがわかった。（４）Chemical LTPによりシナプス可塑性が惹起されたPSDの構造をSTORM/ PALM法により解析した。得られた結果から、chemical LTPの誘導によるシナプス後部の構造変化の一つとして、PSDにおけるPSD-95分子の再配置が起こることがわかった。（５）前年度に引き続き、In vivo imagingの手法を用いて、生後発達早期の大脳皮質におけるシナプス動態を定量した。このような時期特異的なシナプス動態について、in vivo imagingとarray tomography法を結びつけた解析を継続中である。
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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
STORM/ PALM法のための顕微鏡システムは完成し、実際のデータ取得が順調に進んでいる。またこの方法論と組み合わせて実験を行うarray tomography法、in vivo imaging法についても手法の改良と実験データの取得が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はSTORM/ PALM法によるPSD足場蛋白質のシナプス発達過程と可塑性誘導に伴う変化についてのデータ解析を完了させ、論文発表を行う。またarray tomography法、in vivo imaging法という先端的技術とSTORM/ PALM法を組み合わせることにより、個体レベルでのシナプス動態を高い空間解像度で解析するための方法論の改良とデータ取得を継続する。
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[Journal Article] Doublecortin-like kinase enhances dendritic remodeling and negatively regulates synapse maturation.2013
Author(s)
Shin, E., Kashiwagi, Y., Kuriu, T., Iwasaki, H., Tanaka, T., Koizumi, H., Gleeson, J. G. and S.Okabe
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 4
Pages: 1440
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] RP58 controls neuron and astrocyte differentiation by downregulating the expression of Id1-4 genes in the developing cortex.2012
Author(s)
Hirai S., Miwa, A., Ohtaka-Maruyama, C., Kasai M., Okabe, S., Hata, Y, and H. Okado.
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Journal Title
EMBO Journal
Volume: 31
Pages: 1190-1202
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] LIS1-dependent retrograde translocation of excitatory synapses in developing interneuron dendrites.2012
Author(s)
Kawabata, I., Kashiwagi, Y., Obashi, K., Ohkura, M., Nakai, J., Wynshaw-Boris, A., Yanagawa, Y., and S. Okabe.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 3
Pages: 722
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Presynaptically released Cbln1 induces dynamic axonal structural changes by interacting with GluD2 during cerebellar synapse formation.2012
Author(s)
Ito-Ishida, A., Miyazaki, T., Miura, E., Matsuda, K., Watanabe, M., Yuzaki, M and S. Okabe
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Journal Title
Neuron
Volume: 76
Pages: 549-564
DOI
Peer Reviewed
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