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脳スライス標本でのグルタミン酸可視化による単一シナプスの短期可塑性評価技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 13J04870
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 薬理学一般
研究機関東京大学

研究代表者

有吉 哲郎  東京大学, 医学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードシナプス / 蛍光イメージング / グルタミン酸 / 神経伝達物質
研究実績の概要

本年度の研究では神経ネットワーク内の個々のシナプスが有する短期可塑性の評価を可能とする技術の完成を目標とした。近年使用されるようになった遺伝子コード型のグルタミン酸プローブ(iGluSnFR)を用いた蛍光グルタミン酸イメージングを検討するため、子宮内電気穿孔法によってiGluSnFRをマウス脳に発現させた。脳スライス標本を作製して局在を観察したところ、神経細胞膜上にiGluSnFRが局在する様子が観察された。そこで電気刺激によってグルタミン酸の開口放出を惹起しながらiGluSnFRの蛍光をイメージングしたところ、放出されたグルタミン酸によって蛍光強度が増大する様子が観察された。
続いてiGluSnFRのシナプスへの局在化を試みた。シナプス前終末の細胞膜上に多く存在することが知られるSyntaxin1AとiGluSnFRとの融合タンパク質(Syntaxin1A-iGluSnFR)を分散培養神経細胞に発現させたところ、軸索上に局在し、特にシナプスに集積することが見出された。Syntaxin1A-iGluSnFRを子宮内電気穿孔法によってマウス脳に発現させ、スライスを作製して局在を観察したところ、分散培養同様軸索上に局在する様子が観察された。
そこでSyntaxin1A-iGluSnFRを発現した脳スライス標本においてグルタミン酸開口放出を電気刺激によって惹起しながら蛍光イメージングを行ったところ、放出されたグルタミン酸によって軸索上のSyntaxin1A-iGluSnFRに由来する蛍光が明るくなる様子が観察された。さらに連続した刺激に応じた蛍光強度変化を観察したところ、軸索上の位置によってプローブの蛍光強度変化の動態が異なっている様子が見出された。
以上によって当初の計画通り脳スライス標本内においてシナプスが有するグルタミン酸開口放出の短期可塑性を評価する技術が確立された。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] High-throughput development of a hybrid-type fluorescent glutamate sensor for analysis of synaptic transmission.2014

    • 著者名/発表者名
      Takikawa K, Asanuma D, Namiki S, Sakamoto H, Ariyoshi T, Kimpara N, Hirose K.
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 53 ページ: 13439-13443

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アクティブゾーンにおけるMunc13-1ナノクラスタ形成の分子機構とその役割2015

    • 著者名/発表者名
      有吉哲郎
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際展示場
    • 年月日
      2015-07-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] シナプス前部における Munc13-1 ナノクラスタ形成の分子機構について2015

    • 著者名/発表者名
      有吉哲郎、坂本寛和、並木繁行、廣瀬謙造
    • 学会等名
      第88回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 脳スライス標本内単一シナプスについての短期可塑性解析に向けたグルタミン酸イメージング技術の開発2013

    • 著者名/発表者名
      有吉 哲郎
    • 学会等名
      2013年度 包括脳ネットワーク夏のワークショップ
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2013-08-31
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 神経生物学教室ホームページ

    • URL

      http://www.neurobiol.m.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 神経生物学教室HP

    • URL

      http://www.neurobiol.m.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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