2022 Fiscal Year Annual Research Report
シナプスの選択的強化・除去に伴うシナプス前部の機能的・分子的発達過程の解明
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21H02583
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Tokyo Women's Medical University |
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Principal Investigator |
緑川 光春 東京女子医科大学, 医学部, 准教授 (60632643)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | シナプス / 開口放出 / 電気生理学 / イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生後発達期における中枢神経回路の形成過程においては、生後初期に過剰に形成されたシナプスはそのうち必要なものが生き残って強化され、不要なものが除去されることによって洗練された神経回路が完成していく。本研究では「強化・除去されるシナプス前部の分子・機能・投射パターンはどのように異なり、それらが発達・経験依存的にどのように変化して成熟した神経回路になるのか」を学術的「問い」として設定し、その解明を目指している。
本年度は形態解析については異なる発達段階、あるいは発達臨界期に感覚経験を遮断したマウスにおいてシナプス前部から直接トレーサーを注入することによる単一軸索投射パターンの解析が進んだ。また、分子解析については抗体染色によってシナプス前部でどのような分子配列の変化が生じているのかについて超解像蛍光顕微鏡を用いたナノスケール解析を進めており、超分子構造体の発達・経験依存的な変化についての実態解明に迫りつつある。
また、抗体染色によって生き残るシナプス前部と除去されるシナプス前部での発現パターンに大きな違いがあった標的分子に対するコンディショナルノックアウトマウスの機能解析により、発達過程において生き残るシナプス前部と除去されるシナプス前部で生じる機能的差異の分子基盤に迫ることを目指している。
上記の形態・機能・分子の解析をマルチスケールで推進することにより、中枢神経回路の発達・再編メカニズムの解明を進めている。
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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
発達・経験依存的なシナプス前部における分子基盤の解析については、共同研究によって超解像イメージングによるナノ微細構造の解析が当初の計画以上に進展している。また、シナプス前部からのトレーサー注入による軸索投射パターンの形態解析についても発達・経験依存的な変化の実態を解明しつつある。一方で、コンディショナルノックアウトを用いた機能解析は繁殖状況が想定よりも遅延しており、当初計画していた進捗状況には達していない。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究によって明らかにしてきたシナプス前機構の機能・分子・形態に関する発達・経験依存的な変化を統合したシミュレーションモデルの構築を目指す。シナプス前機構の発達・経験依存的な変化に関して、本研究は前例のない精度での実測が進んでおり、これまでにない精緻なモデルの構築を目指す。並行してコンディショナルノックアウトの機能解析を進め、標的分子のシナプス前機構の発達・経験依存的変化に対する影響について解析を進める。
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| Remarks |
東京女子医科大学 医学部 生理学 （神経生理学分野）ホームページ
https://www.twmu.ac.jp/neurophysiology/
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