2014 Fiscal Year Annual Research Report
ペリシナプスグリアによるシナプス情報伝達制御機構の解明
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25710005
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
繁冨 英治 山梨大学, 総合研究部, 助教 (00631061)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ペリシナプスグリア / カルシウム / カルシウム感受性タンパク / シナプス伝達 / Lck-GCaMP3 / P2Y1受容体 / mGluR5受容体 / 海馬 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度は、ペリシナプスグリアのCa2+操作の結果起こるアストロサイト機能変化を主に解析した。P2Y1受容体とmGluR5受容体という2つのGPCRに着目し、その発現を制御してペリシナプスグリアのCa2+操作を試みた。その結果は以下の6点にまとめられる。結果1-4の解析は海馬歯状回分子層にて行った。1．P2Y1受容体をアストロサイト特異的過剰発現させると、アストロサイトのカルシウム応答の頻度が増加した。2．P2Y1受容体過剰発現はカルシウム応答の同期性を増加した。3．P2Y1受容体過剰発現により増加した同期的なカルシウム応答は、P2Y1受容体活性化に依存した。4．神経細胞活動の遮断は、アストロサイトのカルシウム応答の頻度を減少させたが、カルシウム応答の同期性には影響しなかった。5．アストロサイト特異的なP2Y1受容体の過剰発現が神経細胞の興奮性に及ぼす影響を行動学的に評価した。アストロサイト特異的P2Y1受容体過剰発現により、カイニン酸誘発けいれん発作が起こり易い傾向にあった。6．mGluR5受容体をアストロサイト特異的に欠損する動物を作成して、ペリシナプスグリアのCa2+操作を試みた。
以上に加えて、ペリシナプスグリアのCa2+動態の解析を行い、ペリシナプスグリアには細胞内Ca2+ストア枯渇によって残存するカルシウムシグナルが存在すること、及び、ナトリウムカルシウム交換系がペリシナプスグリアのカルシウム濃度制御に大きく寄与することを見出した。
以上により、P2Y1受容体とmGluR5受容体という2つのGPCR を用いたペリシナプスグリアのCa2+操作法を確立した。P2Y1受容体を用いたペリシナプスグリアのCa2+操作は、アストロサイト同士の情報伝達を促進し、これが神経活動に興奮的に働く可能性が示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度確立したP2Y1受容体によるペリシナプスグリアのCa2+操作の研究が進んだ。アストロサイト特異的P2Y1受容体過剰発現が、アストロサイトネットワークの同期性を上昇させる可能性を見出した。このアストロサイトネットワークの亢進が神経細胞活動を興奮性に制御する可能性を現在検討中である。今年度に予定している実験により、アストロサイトネットワークが、神経回路及び動物の行動に及ぼす影響について答えが得られると考える。昨年度末からペリシナプスグリアとシナプス後要素をそれぞれ異なる蛍光を発するカルシウム感受性タンパク質を用いてCa2+イメージングを行う実験系の構築を進めている。この方法によりペリシナプスグリアの活動とシナプス活動の関係性を直接調べることができ、研究が格段と進むと期待している。一方、mGluR5受容体を欠損させることによりペリシナプスグリアのCa2+を操作する実験においては、アストロサイト特異的mGluR5受容体欠損動物の樹立に予想以上に時間がかかったため、この動物を用いた解析が遅れている。但し、実験に必要とされるマウス系統の樹立にようやく目処が立ち、また、実験成果は少しずつではあるが積み上がって来ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究の効率性を上げるために、in situにおける検討を集中して行う。ペリシナプスグリアのCa2+操作に必要なマウスはほぼ樹立できたため、ペリシナプスグリアのCa2+操作とCa2+動態解析を同時に行うことが可能となった。またペリシナプスグリアのCa2+操作が神経細胞の活動に及ぼす影響を解析する方法も確立間近である。これらの実験系を用い予定されている実験を早急に進めて、研究成果を公表する。
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| Causes of Carryover |
平成26年度に予定していたアストロサイト特異的mGluR5欠損マウスを用いた解析が、当該マウスの樹立に予想以上の時間がかかったため、当該実験に必要な物品費の一部を使用しなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究計画を早急に進めるために、必要な物品を早々に購入する予定である。
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