2014 Fiscal Year Annual Research Report
生体ナノ空間シナプスのためのバイオセンシング法の開発と脳機能計測への応用
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24350032
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
平野 愛弓 東北大学, 医工学研究科, 准教授 (80339241)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
庭野 道夫 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (20134075)
木村 康男 東京工科大学, コンピュータサイエンス学部, 教授 (40312673)
山本 英明 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (10552036)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | バイオセンサ / 神経伝達物質 / シナプス / イオンチャネル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経活動の計測において、前シナプスから放出されるグルタミン酸のレベルと、それに伴って誘起される後シナプスの活動レベルとを同時に記録することは、前膜－後膜の活動レベルの相関を知るために重要である。本研究では、脳スライス中の神経活動における前シナプスおよび後シナプスの活動レベルを同時に測定できる方法の開発を行った。本研究室で開発してきたキャピラリー型酵素センサーを用いて、電気刺激によって後シナプス側に誘起される興奮性後シナプス電位（fEPSP）と、前シナプスから放出される神経伝達物質グルタミン酸の同時計測を行った。その結果、fEPSPとグルタミン酸の同時計測により、酵素センサーの側にア―ティファクト電流が流れること、その由来がfEPSPに伴う容量性電流であることを明らかにし、ア―ティファクト電流が重畳しないファラデー電流の抽出法について提案した（論文業績１）。さらに、この方法を、神経可塑性現象の一種である長期増強現象（LTP）に適用した。LTPを誘導するためのプロトコルとなるテタヌス刺激について、刺激下で放出されるグルタミン酸濃度を調べ、LTPが誘導される際にはテタヌス刺激時のグルタミン酸濃度が上昇し、LTPが誘導されない時にはグルタミン酸濃度が低い状態であることを見出し、LTPが発現するかどうかとテタヌス刺激時のグルタミン酸濃度との間に相関関係があることを報告した（論文業績２）。この他、脳内計測のためのプローブ型の脂質二分子膜グルタミン酸センサーの構築のための基礎検討も行った。すなわち、脂質二分子膜へのイオンチャネルタンパク質の包埋について検討し、一過性の強い刺激の付与によって、イオンチャネルの包埋確率を著しく向上させることに成功した（投稿準備中）。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(27 results)
