2023 Fiscal Year Annual Research Report
学習の習熟のメカニズムのシナプスおよび分子レベルでの理解
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23H02574
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
三國 貴康 新潟大学, 脳研究所, 教授 (90786477)
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2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | イメージング / シナプス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、マウスの生体脳内で個々のシナプスの活動や強度を大規模かつ定量的にモニターするための技術基盤を確立し、その技術基盤を用いて学習の習熟における脳内局所回路の時空間的な変化を分子のレベルで解明することを目的とする。２０２３年度は、生体脳内で個々のシナプスの活動や強度を大規模かつ定量的にモニターするための技術基盤の開発を行った。これまでに研究代表者が開発した生体脳内ゲノム編集・分子標識技術SLENDR法およびvSLENDR法 (Mikuni et al., Cell 2016; Nishiyama*, Mikuni* et al., Neuron 2017)を駆使して、樹状突起スパインでの神経活動を高感度かつ高S/N比でイメージングするためのスパインカルシウムセンサーを開発した。これにより、スパイン分子の内在的な発現量を変化させることなく、スパインでのカルシウム上昇を選択的かつ高感度にイメージングできることが期待される。また、空間的に複雑な拡がりを示す樹状突起をカバーする高速ボリュームイメージングを行うために、空間光変調器を用いて２光子レーザーをベッセルビーム化することに成功した。これにより、脳内1細胞の多数のシナプスでの活動をモニターできることが期待される。さらに、個々のシナプスの強度はスパイン膜表面のAMPA型グルタミン酸受容体（AMPAR）の量が指標となるので、AMPARのサブユニットであるGluA1やGluA2をSLENDR/vSLENDR法を用いて高感度な化学タグで標識・可視化するためのプローブを作製した。
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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
個々のシナプスの活動や強度を大規模かつ定量的にモニターするための技術基盤の開発が、予定通り順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、昨年度に引き続き、生体脳内で個々のシナプスの活動や強度を大規模かつ定量的にモニターするための技術基盤の開発を行う。スパインカルシウムセンサーを生きているマウスの脳に適用して２光子ベッセルイメージングを行うことで、生体脳内1細胞の多数の樹状突起スパインでの神経活動を高感度かつ高S/N比でイメージングできることを示す。また、GluA1やGluA2をSLENDR/vSLENDR法を用いて高感度な化学タグで標識・可視化し、さらに１細胞で多数のスパインでのAMPARの量を定量的に評価することを目指す。
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[Presentation] 哺乳類脳における内在タンパク質の単一細胞・時空間・定量的マッピング法の開発2023
Author(s)
内ヶ島 基政, 井口 理沙, クーマー プラティック, 劉 シンイ, 阿部 学, 野住 素広, 五十嵐 道弘, 﨑村 建司, 備瀬 竜馬, レイビス ルーク, 三國 貴康
Organizer
第46回日本神経科学学会
