Mechanisms of Formation of Four Types of Tripartite Synapses in Hippocampal Neurons and Astrocytes

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K15213
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 46020:Anatomy and histopathology of nervous system-related
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: Shiotani Hajime 神戸大学, 医学研究科, 医学研究員 (20838338)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 三者間シナプス / アストロサイト / 神経細胞 / 海馬 / 細胞接着分子 / Necl / グルタミン酸輸送体 / GABA作動性神経細胞

Outline of Final Research Achievements

In the complex neural networks of the brain, neurotransmission is regulated by four types of synapses formed by axon terminals of excitatory and inhibitory neurons on dendrites of the same or different types of neurons, as well as by tripartite synapses formed by astrocyte processes attached to each. In this study, we identified cell adhesion molecules that mediate tripartite synapse formation using an in vitro neuron-astrocyte co-culture system. Our findings for excitatory synapses on excitatory neurons and on inhibitory neurons have been compiled , and the data for the other two types of tripartite synapses were also obtained.

Free Research Field

脳神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

シナプスの形成機構および機能については国内外で精力的に研究されている一方、シナプスとアストロサイトの微細突起間に形成される三者間シナプスの形成機構は不明な点が多かった。本研究では、形態学的にも機能的にも生体内のアストロサイトに近い培養が可能な神経細胞との二者共培養系を用い、三者間シナプスの形成機構、特にこれまでほぼ不明であった抑制性の三者間シナプス形成における細胞接着分子の役割を解明できた。細胞接着分子による神経回路の形成・維持機構が解明されれば、三者間シナプスが疾患の発症・進展に関与する精神神経疾患の新しい診断法や治療法の開発にも繋がる可能性があり、生物学的・医学的・社会的にも意義は大きい。