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成体動物を用いた多ニューロン画像法で海馬病態システムに迫る

研究課題

研究課題/領域番号 10J05408
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 神経科学一般
研究機関生理学研究所 (2011-2012)
埼玉大学 (2010)

研究代表者

佐々木 拓哉  生理学研究所, 大脳皮質機能研究系, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2011年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2010年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード神経生理学 / イメージング / 海馬 / ニューロン / 活動電位 / アストロサイト / 軸索 / カルシウム / 自発活動
研究概要

蛍光電極を用いた軸索パッチクランプ法を詳細に記述した論文を執筆し、本研究成果はNature Protocols誌およびNeuroscience Research誌に掲載された。ニューロンでは、細胞体で脱分極が起こった際、活動電位の幅が増大するが、この増幅がどのように軸索を伝播していくかを解析した。海馬CA3野の錐体細胞より軸索パッチクランプ記録を行い、軸索の長さと分枝数に依存して、伝播する活動電位の幅が減衰して正常に戻ることを見出した。本研究成果はJournal o fNeuroscience誌およびJournal o fPhysiology誌に掲載された。
また、光感受性チャネルタンパク質を発現する遺伝子改変動物の導入に取り組んだ。本研究では、チャネルロドプシン2をアストロサイトに選択的に発現した遺伝子改変マウスを用いて、これらのアストロサイトを光刺激すると、神経活動が誘発されたことを明らかにした。また、スライス標本を用いた解析から、グリア細胞の光刺激により、グルタミン酸が放出され、小脳プルキンエ細胞のAMPA受容体を活性化させることが明らかになった。また、平行線維-プルキンエ細胞間のシナプスにおいては、グリア細胞の光刺激により、長期的な可塑性が観察された。さらに個体行動の解析から、グリア細胞の光刺激により誘発された神経活動は、小脳依存性の運動学習を制御するのに十分であることが示された。以上の結果から、グリア細胞が神経活動や個体行動を制御し、脳内の情報処理において重要な役割を担っていることが示唆された。
さらに、平成22年度に所属した埼玉大学との共同研究により、高感度の蛍光カルシウムセンサータンパク質の開発に成功し、PLoS ONE誌に2報の論文を掲載した。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 16件) 学会発表 (13件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] The axon as a unique computational unit in the cortex2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 75 号: 2 ページ: 83-88

    • DOI

      10.1016/j.neures.2012.12.004

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inter-pyramid spike transmission stabilizes the sparseness of recurrent network activity2013

    • 著者名/発表者名
      Y.Ikegaya, T.Sasaki, D.Ishikawa, N.Honma, K.Tao, G.Minamisawa, N.Takahashi, S.Ujita, N.Matsuki
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: (in press) 号: 2 ページ: 293-304

    • DOI

      10.1093/cercor/bhs006

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Targeted axon-attached recording with fluorescent patch-clamp pipettes in brain Slices2012

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki. N. Matsuki, Y. Ikegaya
    • 雑誌名

      Nature Protocols

      巻: 7 号: 6 ページ: 1228-1234

    • DOI

      10.1038/nprot.2012.061

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterogeneity and independency of unitary synaptic outputs from hippocampal CA3 pyramidal cells2012

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki. N. Matsuki, Y. Ikegaya
    • 雑誌名

      Journal of Physiology

      巻: 590 号: 19 ページ: 4869-4880

    • DOI

      10.1113/jphysiol.2012.237685

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of an optogenetic byway for perturbing neuronal activity via glialphotostimulation.2012

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki. K. Beppu, K. Tanaka, Y. Fukazawa, R. Shigemoto, K. Matsui
    • 雑誌名

      Proceedings National Academy of Sciences of the USA

      巻: 109 号: 50 ページ: 20720-20725

    • DOI

      10.1073/pnas.1213458109

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of axonal topology on the somatic modulation of synaptic outputs2012

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki. N. Matsuki, Y. Ikegaya
    • 雑誌名

      Journal of Neuro science

      巻: 32 号: 8 ページ: 2868-2876

    • DOI

      10.1523/jneurosci.5365-11.2012

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genetically encoded green fluorescent Ca2+ indicators with improved detectability for neuronal Ca2+ signals2012

    • 著者名/発表者名
      M. Ohkura, T. Sasaki. J. Sadakari, K. Gengyo-Ando, Y. Kagawa-Nagamura, C. Kobayashi, Y. Ikegaya, J. Nakai
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 7 号: 12 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0051286

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An improved genetically encoded red fluorescent Ca2+ indicator for detecting opticallyevoked action potentials2012

    • 著者名/発表者名
      M. Ohkura, T. Sasaki. C. Kobayashi, Y. Ikegaya, J. Nakai
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 7 号: 7 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0039933

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preinspiratory calcium rise in putative pre-Botzinger complex astrocytes2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Okada, T. Sasaki. Y. Oku, N. Takahashi, M. Seki, S. Ujita, K. Tanaka, N. Matsuki, Y. Ikegaya
    • 雑誌名

      Journal of Physiology

      巻: 590 号: 19 ページ: 4933-4944

    • DOI

      10.1113/jphysiol.2012.231464

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GABAA receptors regulate ectopic granule cell migration and development of epilepsy after experimental febrile seizures in the rat2012

    • 著者名/発表者名
      R. Koyama, K. Tao, T. Sasaki. J. Ichikawa, D. Miyamoto, R. Muramatsu, N. Matsuki, Y. Ikegaya
    • 雑誌名

      Nature Medicine

      巻: 18 号: 8 ページ: 1271-1278

    • DOI

      10.1038/nm.2850

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expanding the repertoire of optogenetically targeted cells with an enhanced gene expression system2012

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, K. Matsui, T. Sasaki. H. Sano, S. Sugio, K. Fan, K. Ikenaka, R. Hen, J. Nakai, Y. Yanagawa, H. Hasuwa, K. Deisseroth, A. Yamanaka
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 2 号: 2 ページ: 397-406

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2012.06.011

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Action potential modulation during axonal conduction.2011

    • 著者名/発表者名
      T.Sasaki, N.Matsuki, Y.Ikegaya
    • 雑誌名

      Science

      巻: 331 ページ: 599-601

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Locally synchronized astrocytes.2011

    • 著者名/発表者名
      T.Sasaki, N.Kuga, S.Namiki, N.Matsuki, Y.Ikegaya
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large-scale calcium waves traveling through astrocytic networks in vivo.2011

    • 著者名/発表者名
      N.Kuga, T.Sasaki, Y.Takahara, N.Matsuki, Y.Ikegaya
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience

      巻: 31 ページ: 2607-2614

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorescent pipettes for optically targeted patch-clamp recordings.2011

    • 著者名/発表者名
      D.Ishikawa, N.Takahashi, T.Sasaki, A.Usami, N.Matsuki, Y.Ikegaya
    • 雑誌名

      Neural Networks

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Circuit topology for synchronizing neurons in spontaneously active networks.2010

    • 著者名/発表者名
      N.Takahashi, T.Sasaki, W.Matsumoto, N.Matsuki, Y.Ikegaya
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 107 ページ: 10244-10249

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Targeted axon-attached recording with fluorescent patch-clamp pipettes in brain slices

    • 著者名/発表者名
      T.Sasaki, N.Matsuki, Y.Ikegaya
    • 雑誌名

      Nature Protocols

      巻: (in press)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 光遺伝学的プローブを用いた細胞活動計測および操作2012

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉
    • 学会等名
      第4回光操作研究会
    • 発表場所
      生理学研究所(愛知県岡崎市)(招待講演)
    • 年月日
      2012-09-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Neuron-astrocyte interaction revealed by optogenetics2012

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki
    • 学会等名
      The 11th Biennial Meeting of the Asian Pacific Society for Neurochemistry
    • 発表場所
      Kobe, Hyogo, Japan(招待講演)
    • 年月日
      2012-09-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] オプトジェネティクスを用いたニューロン-アストロサイト相互作用の解析2012

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      国際会議場(愛知県名古屋巾)(招待講演)
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 脳細胞光操作を用いたニューロン-グリア相互作用の解析2012

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉
    • 学会等名
      第132回日本薬学会年会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2012-03-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] アストロサイトによる軸索を介したシナプス伝達の遠隔調節2011

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉
    • 学会等名
      第54回日本神経化学会年会
    • 発表場所
      瑠璃光(金沢市)
    • 年月日
      2011-09-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 錐体細胞間のスパイク伝達2011

    • 著者名/発表者名
      本間尚子、佐々木拓哉、池谷裕二
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2011-09-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 軸索の配線トポロジーがシナプス出力を調節する2011

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉、松木則夫、池谷裕二
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2011-09-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Nipkow-disk confocal microscopy towards neuronal networks at work.2011

    • 著者名/発表者名
      T.Sasaki, N.Matsuki, Y.Ikegaya
    • 学会等名
      第84回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-03-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Astrocytes regulate neurotransmission at distant synapses through axonal modulation.2011

    • 著者名/発表者名
      T.Sasaki, N.Matsuki, Y.Ikegaya
    • 学会等名
      Gordon research conference
    • 発表場所
      California
    • 年月日
      2011-03-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] アストロサイトの時空間活動ダイナミクス2010

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉、松木則夫、池谷裕二
    • 学会等名
      第16回グリアクラブ
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2010-11-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Astrocytes regulate neurotransmission at distant synapses through axonal modulation.2010

    • 著者名/発表者名
      T.Sasaki, N.Matsuki, Y.Ikegaya
    • 学会等名
      Naito conference
    • 発表場所
      Syonan, Japan
    • 年月日
      2010-10-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 軸索伝導を介したシナプス伝達の遠隔調節2010

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉、松木則夫、池谷裕二
    • 学会等名
      第33回日本神経科学大会Neuro2009
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2010-09-05
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Heterogeneity and independency of unitary synaptic transmission in rat hippocampal slice cultures.2010

    • 著者名/発表者名
      T.Sasaki, N.Matsuki, Y.Ikegaya
    • 学会等名
      7th Forum of European Neuroscience
    • 発表場所
      Amsterdam, Nederland
    • 年月日
      2010-07-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] 蛍光マイクロピペット2010

    • 発明者名
      池谷裕二、松木則夫、石川大介、佐々木拓哉、高橋直矢、宇佐美篤
    • 権利者名
      東京大学
    • 出願年月日
      2010-02-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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