新規カルシウムプローブを用いたグリアと神経細胞の同時活動可視化

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Glial assembly: a new regulatory machinery of brain function and disorders
• Project/Area Number: 26117503
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 尾藤 晴彦 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00291964)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 脳神経 / 神経科学 / シグナル伝達

Outline of Annual Research Achievements

神経伝達物質受容に引き続くシナプス電位の変化は、神経細胞内で電気的シグナルとカルシウム流入などを引き金とする化学的シグナルの両者を生成する。一方、グリア細胞では、従来は、活動が乏しいとされてきたが、最近の知見により、神経活動と連動した、電気的活動やカルシウム応答があることが示唆されている。本研究では、2種の異なる細胞に発現する異なるカラーのインディケーターを再現性よくin vivoにて発現するウィルスベクターを構築し、in vivoにおいて局所的なシナプス活動と、マクロ的グリア活動がどのように関係しているか、可視化できるプローブセットの作成を試みる。
初年度の平成26年度は、dual FRET型カルシウムインディケーターの作出と改良型GCaMPインディケーターの開発を試みた結果、GCaMPの赤色変異体であるRCaMPの新たな改良型の作出に成功した。これをウィルスベクターに搭載させ、GCaMPウィルスとR-CaMPウィルスの同時感染と、異なる細胞集団の同時Ca2+測定に成功した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

所期の目的に合致し、２つの異なる細胞集団のCa2+自発活動を同時可視化可能な、高感度・高速カルシウムプローブを作出することに初年度に成功した。

Strategy for Future Research Activity

神経細胞とグリア細胞でカルシウム動員を高感度で感受可能なプローブセット・実験系の樹立を試みていく。

Research Products

• [Journal Article] Rational design of a high-affinity, fast, red calcium indicator R-CaMP2. (2015)
  • Author(s): Inoue M, Takeuchi A, Horigane S, Ohkura M, Gengyo-Ando K, Fujii H, Kamijo S, Takemoto-Kimura S, Kano M, Nakai J, Kitamura K, Bito H
  • Journal Title: Nature Methods Volume: 12 Pages: 64-70
  • DOI: DOI: 10.1038/nmeth.3185
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant