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2013 Fiscal Year Annual Research Report

神経回路発達を誘導するグリア細胞トランスポーター分子の制御メカニズム

Research Project

Project/Area Number 23500516
Research InstitutionToyohashi University of Technology

Principal Investigator

吉田 祥子  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (40222393)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 穂積 直裕  豊橋技術科学大学, 工学教育国際協力研究センター, 教授 (30314090)
KeywordsGABA / 小脳分化 / グリア細胞 / ATP / トランスポーター
Research Abstract

小脳は、脳の皮質形成のモデル系として長く研究され、解剖学的、電気生理学的、組織化学的知見が十分に蓄積された研究対象である。申請者は小脳皮質の分化過程の研究で、グルタミン酸とγアミノ酪酸(GABA)の放出パターンを調べるために、伝達物質の酸化還元酵素を用い、発生する蛍光分子によって神経伝達アミノ酸の分布を観察するデバイスを自家開発した。これを用い、小脳神経回路発達に関与する伝達物質とそれを制御する分子の研究を進めたところ、未分化のグリア細胞からGABA放出が見られることを見いだした。グリア細胞の分化に伴い、GABA合成酵素GAD65/67の発現が低下し、同時にGABAトランスポータのVGATの発現が消失すること、これらの現象が細胞内リン酸化で制御されている可能性を発見した。
グリア細胞からのGABA放出は、顆粒細胞の増殖を強く刺激することも観察されたが、神経回路形成への関与ははっきりしなかった。そこで、グリア細胞の情報伝達物質であるATPの時空間分布を可視化する新規の酵素光学法を開発した。酵素にグリセルアルデヒド 3-リン酸脱水素酵素を用いてグルタミン酸刺激によるATP放出量を測定したところ、小脳プルキンエ層(PL)及び顆粒層(IGL)で、一過性のATP放出が観察された。
小脳分化に対するGABAトランスポータの影響を調べるために、抗てんかん薬バルプロ酸を胎児期に投与したところ、出生仔の小脳で過剰なGABAの放出が観察された。GABAトランスポータの影響を調べるために、抗てんかん薬バルプロ酸を胎児期に投与したところ、出生仔の小脳で過剰なGABAの放出が観察された。GABAトランスポータの発現は抑制され、同時にプルキンエ細胞の樹状突起が早期から著しく発達していた。バルプロ酸投与動物では、ATPも早期から大量に放出され、神経回路発達に介入することが観察された。

  • Research Products

    (12 results)

All 2013 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Visualization of cancer distribution for living tissues using acoustic impedance microscope2013

    • Author(s)
      Yoshida S. Yamada H. Shioki Y. Hozumi N. Yagihashi M. Kobayashi K. Yamamoto S
    • Journal Title

      Ultrasonics Symposium (IUS) 2013 IEEE International

      Pages: 2014 - 2017

    • DOI

      10.1109/ULTSYM.2013.0514

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Projection mode ultrasonic microscopy for cell-size observation2013

    • Author(s)
      Gunawan AI. Hozumi N. Furuhashi T. Yoshida S. Saijo Y. Kobayashi K. Yamamoto S
    • Journal Title

      Ultrasonics Symposium (IUS) 2013 IEEE International

      Pages: 884 -887

    • DOI

      10.1109/ULTSYM.2013.0227

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sound field analysis for biological acoustic impedance microscope for its precise calibration2013

    • Author(s)
      Hozumi N. Gunawan AI. Kajima S. Yoshida S. Saijo Y. Kobayashi K. Yamamoto S
    • Journal Title

      Ultrasonics Symposium (IUS) 2013 IEEE International

      Pages: 1212 - 1215

    • DOI

      10.1109/ULTSYM.2013.0310

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 発達期小脳アストロサイトの機能と秩序形成2013

    • Author(s)
      吉田祥子、穂積直裕
    • Journal Title

      日本神経回路学会誌

      Volume: 20 Pages: 14, 18

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Valproate application to rat fetus encourages the development of Purkinje cell dendrites and network formation in cerebellar development

    • Author(s)
      S. YOSHIDA, H. MURAMOTO, M. TANOZAKI, N. HOZUMI, Y. FUETA, Y. SEKINO
    • Organizer
      43th Neuroscience meeting
    • Place of Presentation
      San Diego, USA
  • [Presentation] ATP release to glutamate stimulation in rat cerebellar cortex correlated to the development of Purkinje cell dendrites and network formation

    • Author(s)
      Sachiko Yoshida
    • Organizer
      The 11th Japan-Korea Joint Symposium on Brain Science, and Cardiac and Smooth Muscles
    • Place of Presentation
      Hamamatsu, Japan
    • Invited
  • [Presentation] Visualization of cancer distribution for living tissues using acoustic impedance microscope

    • Author(s)
      Sachiko Yoshida, Hikari Yamada, Yasunori Shioki, Makoto Yagihashi, Kazuto Kobayashi, Seiji Yamamoto, Naohiro Hozumi
    • Organizer
      the 2013 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS)
    • Place of Presentation
      Prague, Czech Republic
  • [Presentation] Spatiotemporal ATP release to glutamate stimulation in developing rat cerebellar slices using a new ATP imaging system

    • Author(s)
      村本英樹, 原田太一, 古川和樹, 穂積直裕, 吉田祥子
    • Organizer
      第56回 日本神経科学会大会
    • Place of Presentation
      京都
  • [Presentation] 胎生期バルプロ酸曝露による発達期小脳皮質での伝達物質放出変化

    • Author(s)
      勝股大樹,村本英樹,田野崎真,笛田由紀子,関野祐子,吉田祥子
    • Organizer
      第60回中部日本生理学会
    • Place of Presentation
      岐阜
  • [Presentation] Valproate application to rat fetus changes developing GABA release and neuro nal differentiation

    • Author(s)
      吉田祥子, 田野崎真, 福田敦夫, 笛田由紀子, 関野祐子
    • Organizer
      第56回 日本神経科学会大会
    • Place of Presentation
      京都
  • [Presentation] 神経伝達物質測定のための酵素光学デバイスの開発

    • Author(s)
      渡邊一徳,原田太一,Lim Chinwooi,穂積直裕,吉田祥子
    • Organizer
      第60回中部日本生理学会
    • Place of Presentation
      岐阜
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光学観察装置、光学観察方法、標本観察画像の画像処理プログラム2013

    • Inventor(s)
      吉田祥子、穂積直裕、氏家雅彦、須山洋行
    • Industrial Property Rights Holder
      吉田祥子、穂積直裕、氏家雅彦、須山洋行
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2013-258731
    • Filing Date
      2013-12-13

URL: 

Published: 2015-05-28  

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