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光刺激法のための新しい脱分極誘発色素の開発・スクリーニング

研究課題

研究課題/領域番号 13035015
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

佐藤 容子  東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 講師 (70251501)

研究分担者 佐藤 勝重  東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (80291342)
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
2002年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2001年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
キーワード脱分極誘発色素 / 膜電位感受性色素 / photo-stimulation / レーザー / 光学的測定 / RGA-30
研究概要

本研究では、組織・細胞を光により脱分極刺激するlaser photo-stimulationシステムを作成するとともに、より優れた脱分極誘発色素の開発・スクリーニングを行い、その実用化を図ることを目的として研究を進めた。まず、生物用顕微鏡をもとに、光源とフィルターユニットを改造して、photo-stimulationシステムを作成した。レーザー光源には、色素の応答波長を考慮して、高出力のHe-Neレーザー(50mW、633nm)を採用し、光ファイバーで顕微鏡の蛍光ユニットと接続した。また、RGA-30の構造式をもとに、新たな色素の合成を林原生物化学研究所・感光色素研究所に依頼し、NK5156、NK2273、NK2275、NK2992を作成した。色素のスクリーニングには、我々が従来膜電位感受性色素のスクリーニングに用いてきた鶏胚迷走神経摘出標本、およびこれまでにphoto-stimulationの報告があるウシガエル交感神経節標本を用い、ガラス吸引電極によって測定される集合活動電位をモニターした。まずはじめにRGA-30を対象とし、無脊椎動物で報告のある染色条件で迷走神経標本を染色したところ、100μM・10-20分の染色によって、nodose ganglionの電気刺激によって生じる神経幹集合活動電位が著明に減弱することがわかった。新しく合成したいくつかの色素については、このような著しい毒性は観察されなかった。毒性がみられない染色条件を探索し、その条件下でphoto-stimulationの効果が得られるかどうかを調べたところ、明らかなphoto-stimulation効果は残念ながら観察されなかった。この原因については、一つは現在の我々のphoto-stimulation systemの性能(具体的にはlaserの出力の強度)に問題がある可能性が考えられる。もう一つは、我々の測定が基本的にextracellular recordingによる集合電位の測定なので、個々の細胞を対象としたintracellular recordingを行わないと、photo-stimulationの効果が見えないのかもしれない。また、単にRGA-30による染色がうまくいっていなかったためとも考えられる。今後、新しく合成したいくつかの色素を含めて、色素のスクリーニングをすすめるとともに、システムの性能に関しても、引き続き検討を行っていく予定である。

報告書

(2件)
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] Sato, K. et al.: "Intraoperative intrinsic optical imaging of neuronal activity from subdivisions of the human primary somatosensory cortex"Cerebral Cortex. 12. 269-280 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Sato, K. et al.: "Optical approaches to functional organization of glossopharyngeal and vagal motor nuclei in the embryonic chick hindbrain"Journal of Neurophysiology. 88. 383-393 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Sato, K. et al.: "Developmental organization of the glossopharyngeal nucleus in the embryonic chick brainstem slice as revealed by optical sectioning recording"Neuroscience Letters. 327. 157-160 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Sasaki, S. et al.: "Optical imaging of intrinsic signals induced by peripheral nerve stimulation in the in vivo rat spinal cord"NeuroImage. 17. 1240-1255 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Momose-Sato, Y. et al.: "Optical analysis of large-scale depolarization waves in the embryonic brain : a dual network of gap junctions and chemical synapses"Journal of Neurophysiology. 18. 600-614 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Momose-Sato, Y et al.: "Depolarization waves in the embryonic CNS triggered by multiple sensory inputs and spontaneous activity : optical imaging with a voltage-sensitive dye"Neuroscience. 116. 406-423 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Miyakawa, N. et al.: "Optical analysis of acute spontaneous epileptiform discharges in the in vivo rat cerebral cortex"NeuroImage. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kinoshita, M. et al.: "Multiple-site optical recording for characterization of functional synaptic organization of the optic tectum of rainbow trout"European Journal of Neuroscience. 16. 868-876 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Momose-Sato, Y. et al.: "Recent Research Developments in Membrane Biology"Research Signpost (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Sato, K. et al.: "Light Scattering Imaging of Neural Tissue Function"The Humana Press Inc (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Momose-Sato Y. et al.: "Optical approaches to embryonic development of neural function in the brainstem"Progress in Neurobiology. 63. 151-197 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Momose-Sato Y. et al.: "Spreading depolarization waves triggered by vagal stimulation in the embryonic chick brain : optical evidence for intercellular communication in the developing CNS"Neuroscience. 102. 245-162 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Mochida H. et al.: "Multiple-site optical recording reveals embryonic organization of synaptic networks in the chick spinal cord"European Journal of Neuroscience. 13. 1547-1558 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Mochida H. et al.: "Optical imaging of spreading depolarization waves triggered by spinal nerve stimulation in the chick embryo : Possible mechanisms for large-scale coactivation of the CNS"European Journal of Neuroscience. 14. 809-820 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yazawa I, et al.: "Developmental changes in trial-to-trial variations in whisker barrel responses studied using intrinsic optical imaging: Comparison between normal and de-whiskered rats"Journal of Neurophysiology. 86. 392-401 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Sato K.et al.: "Optical responses to micro-application of GABA agonists in the embryonic chick brain stem"NeuroReport. 12. 95-98 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Mochida H. et al.: "Effects of anisomycin on LTP in the hippocampal CA1 : Long-term analysis using optical recording"NeuroReport. 12. 987-991 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Sato K.et al.: "Intraoperative intrinsic optical imaging of neuronal activity from subdivisions of the human primary somatosensory cortex"Cerebral Cortex. 12. 269-280 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Sato K.et al.: "Optical approaches to functional organization of glossopharyngeal and vagal motor nuclei in the embryonic chick hindbrain"Journal of Neurophysiology. (in press. (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 佐藤容子 他: "自律神経系の機能的解析における光学的計測法の適用"自律神経. 38. 270-278 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 佐々木真一 他: "末梢神経刺激により脊髄に誘発されたニューロン応答の内因性光学イメージング"脊髄電気診断学. 23. 38-42 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 佐藤勝重: "ブレインサイエンス・レビュー2001"医学書院. 292 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2018-03-28  

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