2014 Fiscal Year Annual Research Report
海馬長期増強時におけるAMPA受容体数の一過性減少機構の解明
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25890009
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田中 洋光 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (30705447)
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| Project Period (FY) |
2013-08-30 – 2015-03-31
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| Keywords | 神経科学 / 細胞生物学 / ライブイメージング / シナプス可塑性 / 長期増強 / 長期抑圧 / グルタミン酸受容体 / 全反射顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
シナプス入力に応じて情報処理機能が変化するシナプス可塑性は、記憶・学習の重要な細胞基盤と考えられている。本研究では、シナプス可塑性の代表例である海馬の長期増強現象 (LTP: long-term potentiation) などに注目し、どのようなサブユニット構成のAMPA型グルタミン酸受容体 (AMPA受容体) の数が一時的に減少するのか？また、その動態はエンドサイトーシスによるものなのか？を明らかにすることを目的とした。
平成26年度では、前年度の実験結果を踏まえて、AMPA受容体サブユニットGluA2とエンドサイトーシス関連分子Dynamin3に焦点を絞り、LTP初期相での各分子の動態変化を解析した。具体的には、GluA2を緑色蛍光タンパク質SEP (super-ecliptic pHluorin)、Dynamin3を赤色蛍光タンパク質TagRFPtで蛍光標識した融合タンパク質をラット海馬神経細胞に発現させ、LTP誘導刺激前後での各動態を全反射顕微鏡で観察した。そして、個々のエンドサイトーシスを画像データから抽出するために、輝度減少するタイミング、度合い、相対的位置関係などの観点から網羅的解析を行った。その結果、刺激1-2分後でエンドサイトーシスの頻度増加がみられたが、有意な差は無かった。これは、現実験系が有する技術的困難のために、ノイズとシグナルとの区別が十分に最適化されていなかったためと判断した。そこで、この問題を克服するために、エンドサイトーシスをより明確に観察できる新たな実験系を構築した。具体的には、AMPA受容体のエンドサイトーシスが起こると考えられている長期抑圧現象に注目し、細胞外液のpHを6.0と7.4に素早く繰り返し切り替えて、細胞膜表面に発現したSEPを一時的に消光させることで、エンドサイトーシスされた直後のGluA2の可視化に成功した。シグナル・ノイズ比の良い新たなエンドサイトーシスの可視化実験手法を確立できたので、今後この手法をLTP発現時のエンドサイトーシス解析に適用していく。
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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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