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2009 Fiscal Year Annual Research Report

発達期中枢神経系シナプスの選択的強化・除去過程のリアルタイムイメージング

Research Project

Project/Area Number 21650094
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

狩野 方伸  The University of Tokyo, 大学院・医学系研究科, 教授 (40185963)

Keywordsニューロン / シナプス / 神経回路 / 蛍光タンパク質
Research Abstract

本研究では、登上線維-プルキンエ細胞シナプスの選択的強化・除去がどのように進行するのかを明らかにするために、実験操作が容易なin vitro共培養系を確立し、複数の細胞やシナプスを区別して標識することで、選択的なシナプス強化・除去に伴う構造変化をリアルタイムで観察できる実験系の開発を目指している。生後7~10日のマウスから小脳スライスを作製し、胎生15日のラットの延髄と共培養した。培養7日後と14日後に小脳プルキンエ細胞から記録し、延髄片を電気刺激して、共培養下で進行する登上線維シナプスの形成と除去を電気生理学的に評価した。平成21年度は以下の結果を得た。(1)培養下でおこる過剰な登上線維シナプスの除去がin vivoと同様の分子機構によるかどうかを、薬理学的操作や遺伝子操作により調べた。その結果、in vivoと同様、1型代謝型グルタミン酸受容体(mGluR1)やデルタ2型グルタミン酸受容体(GluD2)が培養下のシナプス除去にも必須であることが判明した。(2)登上線維やその標的細胞であるプルキンエ細胞を蛍光タンパクの発現により可視化する方法を試みた結果、登上線維の可視化には局所的エレクトロポレーション法あるいはレンチウィルスベクターにより蛍光タンパク質の遺伝子を導入する方法が最適であることがわかった。また、プルキンエ細胞の可視化にはプルキンエ細胞特異的であるL7プロモーターとその下流に蛍光タンパクを持つレンチウィルスベクターを用いた導入方法が最適であった。(3)3種類の蛍光シグナルを検出できるようにレーザーなど顕微鏡の改良を行った。これらの成果の一部を、2009年9月の日本神経科学学会で発表した。これらの成果は、目的達成に必要とされる技術がおおむね開発できたことを意味しており、次年度の研究の発展が期待できる。

  • Research Products

    (28 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (15 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] The endocannabinoid 2-arachidonoylglycerol produced by diacylglycerol lipase α mediates retrograde suppression of synaptic transmission.2010

    • Author(s)
      谷村あさみ
    • Journal Title

      Neuron 65

      Pages: 320-327

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Not glutamate but endocannabinoids mediate retrograde suppression of cerebellar parallel fiber to Purkinje cell synaptic transmission in young adult rodents.2009

    • Author(s)
      谷村あさみ
    • Journal Title

      Neuropharmacology 57

      Pages: 157-163

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Validation of Aβ1-40 administration into mouse cerebroventricles as an animal model for Alzheimer disease.2009

    • Author(s)
      Takeda S
    • Journal Title

      Brain Res 1280

      Pages: 137-147

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Translocation of a"winner"climbing fiber to the Purkinje cell dendrite and subsequent elimination of"losers"from the soma in developing cerebellum.2009

    • Author(s)
      橋本谷祐輝
    • Journal Title

      Neuron 63

      Pages: 106-118

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Functional coupling between mGluR1 and Ca_v3.1 T-type calcium channels contributes to parallel fiber-induced fast calcium signaling within Purkinje cell dendritic spines.2009

    • Author(s)
      Hildebrand M
    • Journal Title

      J Neurosci 29

      Pages: 9668-9682

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Angiotensin receptor blocker, olmesartan, improved cerebrovascular dysfunction and prevented cognitive decline in early-stage Alzheimer disease model mouse.2009

    • Author(s)
      Takeda S
    • Journal Title

      Hypertension 54

      Pages: 1345-1352

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Involvement of NMDAR2A tyrosine phosphorylation in depression-related behavior.2009

    • Author(s)
      Taniguchi S
    • Journal Title

      EMBO J 28

      Pages: 3717-3129

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synapse elimination in the central nervous system.2009

    • Author(s)
      Kano M
    • Journal Title

      Curr Opin Neurobiol 19

      Pages: 154-161

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of parallel fiber-Purkinje cell synapse formation on postnatal development of climbing fiber-Purkinje cell synapses.2009

    • Author(s)
      橋本谷祐輝
    • Journal Title

      Neuroscience 162

      Pages: 601-611

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] カンナビノイドとシナプス機能(特集:シナプス機能とその障害の分子機構)2009

    • Author(s)
      橋本谷祐輝
    • Journal Title

      Cognition and Dementia 8

      Pages: 25-31

  • [Journal Article] 新しい神経伝達物質内因性カンナビノイド-逆行性シナプス伝達を担う分子-2009

    • Author(s)
      谷村あさみ
    • Journal Title

      化学 64

      Pages: 22-26

  • [Presentation] Protease-activated receptor 1 induces suppression of inhibitory synaptic transmission in the hippocampus.2009

    • Author(s)
      Hashimotodani Y
    • Organizer
      39^<th> Annual meeting of the Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      アメリカ、シカゴMcCormick Place
    • Year and Date
      2009-10-20
  • [Presentation] Adenosine Al receptor regulates mGluR1 signaling and LTD in cerebellar Purkinje cells.2009

    • Author(s)
      Kamikubo Y
    • Organizer
      39^<th> Annual meeting of the Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      アメリカ、シカゴMcCormick Place
    • Year and Date
      2009-10-19
  • [Presentation] Analysis of the physiological function of cerebellar AMPA receptor subunits using Purkinje cell-specific gene targeting system.2009

    • Author(s)
      Abe M
    • Organizer
      39^<th> Annual meeting of the Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      アメリカ、シカゴMcCormick Place
    • Year and Date
      2009-10-18
  • [Presentation] 発達期小脳における登上線維-プルキンエ細胞間シナプス除去への抑制性GABA作動性伝達の関与2009

    • Author(s)
      中山寿子
    • Organizer
      第32回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      愛知県名古屋市名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] 成熟マウス小脳における2-アラキドノイルグリセロールによる逆行性シナプス伝達2009

    • Author(s)
      谷村あさみ
    • Organizer
      第32回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      愛知県名古屋市名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] mGluR1は瞬目反射条件づけ記憶の獲得に必要であり、その発現や保持には必要ではない2009

    • Author(s)
      中尾晴美
    • Organizer
      第32回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      愛知県名古屋市名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] 小脳プルキンエ細胞のグルタミン酸感受性長期抑圧の制御機構としてのA1アデノシン受容体2009

    • Author(s)
      藤田洋介
    • Organizer
      第32回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      愛知県名古屋市名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2009-09-16
  • [Presentation] 中枢神経系組織培養細胞への遺伝子導入方法2009

    • Author(s)
      上阪直史
    • Organizer
      第32回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      愛知県名古屋市名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2009-09-16
  • [Presentation] Two-Photon Imaging of Population Activity in Cerebellar Purkinje Cells in GluRδ2 Knockout Mouse.2009

    • Author(s)
      Hashizume M
    • Organizer
      36^<th> International Congress of Physiological Sciences
    • Place of Presentation
      京都府国立京都国際会館
    • Year and Date
      2009-07-31
  • [Presentation] Bi-directional regulation of cerebellar synaptic plasticity through inter-GPCR interplay.2009

    • Author(s)
      Kamikubo Y
    • Organizer
      36^<th> International Congress of Physiological Sciences
    • Place of Presentation
      京都府国立京都国際会館
    • Year and Date
      2009-07-28
  • [Presentation] Analysis of climbing fiber inputs to Purkinje cells in the developing rat cerebellum in vivo.2009

    • Author(s)
      Kawamura Y
    • Organizer
      36^<th> International Congress of Physiological Sciences
    • Place of Presentation
      京都府国立京都国際会館
    • Year and Date
      2009-07-28
  • [Presentation] Translocation of the strongest climbing fiber to Purkinje cell dendrites after synaptic competition on the soma in developing cerebellum.2009

    • Author(s)
      Hashimoto K
    • Organizer
      36^<th> International Congress of Physiological Sciences
    • Place of Presentation
      京都府国立京都国際会館
    • Year and Date
      2009-07-28
  • [Presentation] Modulation of hippocampal inhibitory synaptic transmission through protease-activated receptor 1.2009

    • Author(s)
      Hashimotodani Y
    • Organizer
      36^<th> International Congress of Physiological Sciences
    • Place of Presentation
      京都府国立京都国際会館
    • Year and Date
      2009-07-28
  • [Presentation] Activity-dependent regulation of climbing fiber synapse elimination during postnatal cerebellar development.2009

    • Author(s)
      Kano M
    • Organizer
      Gordon Research Conference on Neural Circuits & Plasticity
    • Place of Presentation
      アメリカSalve Regina大学
    • Year and Date
      2009-06-07
  • [Presentation] "2-Arachidonoylglycerol mediates short-term retrograde suppression of synaptic transmission in the cerebellum.2009

    • Author(s)
      Kano M
    • Organizer
      4^<th> International Conference on Phospholipase A_2 and Lipid Mediators(PLM2009)
    • Place of Presentation
      東京都千代田区一ツ橋学術総合センター
    • Year and Date
      2009-05-25
  • [Book] Handbook of Neurochemistry and Molecular Neurobiology 3rd Edition Neural Signaling Mechanisms.2009

    • Author(s)
      Tabata T
    • Total Pages
      632
    • Publisher
      Springer Science Business Media
  • [Remarks] 東京大学大学院医学系研究科神経生理学教室

    • URL

      http://plaza.umin.ac.jp/~neurophy/Kano%201ab/top.html

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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