2015 Fiscal Year Research-status Report
電気化学センサーを用いる脳内グルタミン酸計測の高度化と応用
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25410149
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
菅原 正雄 日本大学, 文理学部, 教授 (50002176)
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2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 電気化学センサー / L-グルタミン酸 / 神経伝達物質 / 長期増強現象 / マウス海馬断片 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、マウス脳海馬の急性スライスを用いて、電気化学L-グルタミン酸センサーの信号と電気生理学的信号をreal-timeに同時に記録し、L-グルタミン酸濃度を実測することにより、神経可塑性の分子機構に関してグルタミン酸の役割を明らかにすることを目指している。本年度は以下の点について検討した。
(1)グルタミン酸センサーの応答に及ぼすタンパク質および阻害剤の効果を系統的に調べることによって本センサーの特性を明らかにした。その結果、タンパク質の影響は、キャピラリーを用いないセンサーに比較して著しく小さいことが分かった。一方、阻害剤11種のうち興奮性アミノ酸輸送体THAおよびTBOAは応答を阻害することが分かった。
(2)得られたセンサー信号から純にFaraday 電流のみを引き出す方法として (i) 容量性電流が十分に減衰する460 ms後の電流をサンプリングし、ボルタモグラムを再構成する及び(ii)1秒間隔で電流をサンプリングする二つのアプローチについて、阻害剤CNQXの存在下で比較を行った。その結果、阻害剤の共存で容量性電流は著しく小さくなること及びその結果として、1秒間間隔でのグルタミン酸センサーの電流サンプリングが可能なことを示した。
(3)前年度に引き続き、低頻度刺激(2Hz)によって放出されるグルタミン酸濃度が長期増強現象が生起する場合と生起しない場合に異なることについて、阻害剤を変えて検討を行った結果、GYKI52466においてもCNQXと同様な結果を得た。
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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
研究実績概要に記載のように、電気化学L-グルタミン酸センサーの信号と電気生理学的信号をreal-timeに同時に記録し、グルタミン酸濃度と神経可塑性の間の関係を明らかにする基盤を構築する研究の目的はおおむね順調に進行していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
後膜に存在するグルタミン酸受容体阻害剤の共存下で興奮性シナプス後電位とグルタミン酸電流の同時計測を行い、電気的および化学的長期増強現象の発現に際してシナプス前膜からのグルタミン酸放出の寄与が起こる分子機構について今後さらに調べる。
申請者の病気入院のために研究の実施が遅延した。その結果、グルタミン酸測定と興奮性シナプス後電位の同時測定および解析に費やす時間がやや不足した。そのため今後(事業期間延長承認済み)引き続き研究を遂行する。
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| Causes of Carryover |
申請者の病気入院のために研究の実施が遅延した(事業期間延長承認済み)。その結果、グルタミン酸測定と興奮性シナプス後電位の同時測定および解析に費やす時間がやや不足し、実験の遅延が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今後引き続き海馬実験に関連する実験での消耗品として使用する。
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