2019 Fiscal Year Annual Research Report
「個性」創発メカニズム解明のためのシナプスイメージング法の開発と応用
Publicly Offered Research
| Project Area | Integrative research toward elucidation of generative brain systems for individuality |
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| Project/Area Number |
19H04898
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
坂本 雅行 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (00777865)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 「個性」創発 / 活動イメージング / 生後発達期 / シナプス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
哺乳類のおける生後発達期（幼児期―思春期）における親から受ける養育は、子供の「個性」創発に最も大きな影響を与える環境的要因の一つである。本研究では、子供に最も大きな影響を与えるファクターの一つである親の養育行動が「個性」創発に及ぼす影響について明らかにするため、幼児期―思春期において、生きた動物からニューロンの形態や活動を計測するための手法の確立をおこなった。
令和元年度は、生後発達期においてシナプス前細胞（Pre）とシナプス後細胞（Post）の活動について、２光子励起顕微鏡を用いて同時に可視化可能な方法の開発をおこなった。具体的には、異なる色（緑と赤）のカルシウムセンサーを用いて、生後発達期における大脳皮質のシナプスの形態および活動変化を経時的に観察可能な方法を確立することができた。異なる色のセンサーの励起には、これまで波長の異なる励起光が必要とされてきたが、本研究では適切な励起波長の選択と画像処理をおこなうことにより、１波長での同時イメージングを実現することができた。
今後は確立したイメージング技術を用いて、光遺伝学あるいは薬理遺伝学的操作によって細胞種特異的に神経活動を変化させた時のシナプス活動の変化ならびに形態について解析をおこない、生後発達期における自発的活動の生理的意義について解明する。さらに、養育行動時間の制限をおこなった仔マウスの解析をおこない、不適切な養育行動が生後発達期の神経活動や回路形成に及ぼす影響について明らかにする。
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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
令和年度の目標であった生後発達期におけるシナプス前細胞とシナプス後細胞の活動を同時に可視化する方法を確立することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
確立したイメージング技術を用いて、光遺伝学あるいは薬理遺伝学的操作によって細胞種特異的に神経活動を変化させた時のシナプス活動の変化ならびに形態について解析をおこない、生後発達期における自発的活動の生理的意義について解明する。さらに、養育行動時間の制限をおこなった仔マウスの解析をおこない、不適切な養育行動が生後発達期の神経活動や回路形成に及ぼす影響について明らかにする。
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[Journal Article] Rational Engineering of XCaMPs, a Multicolor GECI Suite for In Vivo Imaging of Complex Brain Circuit Dynamics2019
Author(s)
Inoue M, Takeuchi A, Manita S, Horigane SI, Sakamoto M, Kawakami R, Yamaguchi K, Otomo K, Yokoyama H, Kim R, Yokoyama T, Takemoto-Kimura S, Abe M, Okamura M, Kondo Y, Quirin S, Ramakrishnan C, Imamura T, Sakimura K, Nemoto T, Kano M, Fujii H, Deisseroth K, Kitamura K, Bito H.
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Journal Title
Cell
Volume: 177
Pages: 1346～1360.e24
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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