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うつ発症機序の解明を目指したマウス前頭前野の長期in vivo2光子イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 14J01625
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 脳計測科学
研究機関北海道大学

研究代表者

澤田 和明  北海道大学, 情報科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードin vivo 2光子顕微鏡法 / 大脳皮質前頭前野 / in vivo 2光子顕微鏡法 / 超解像蛍光顕微鏡法 / 樹状突起スパイン / 慢性ストレス / うつ病
研究実績の概要

うつ病の発症メカニズムは過剰なストレスが脳のある特定の神経回路や神経細胞に変化を引き起こすと推測されている。本研究では、ストレスによって正常なマウスがうつ様の症状を発症する過程において、in vivo2光子顕微鏡法を用いて、大脳皮質前頭前野領域における樹状突起スパインの形態変化を捉えることで、発症・回復機序に関する知見を得ることである。本年度では、昨年度までに得られた成果である、前頭前野の樹状突起スパインにおける形態変化について論文を執筆した。この成果から固定脳における樹状突起スパインの変化を確認したため、次は昨年度まで開発してきた新規ピコ秒光源を用いたin vivo2光子顕微鏡法を前頭前野領域の樹状突起スパイン観察を試みた。その結果、前頭前野のスパイン観察までは至らなかったが、通常では観察が困難である表層から1.7mm深部に位置する前頭野細胞体の可視化まで達成した。スパイン観察まで至らなかった原因として蛍光の励起強度の指標である2光子励起確率の不足が考えられた。そのため、2光子励起確率に関わる変数の一つである繰り返し周波数を変更し、昨年度開発した顕微鏡法に比べて約5倍の2光子励起確率を用いることで観察深度の向上を試みた。しかしながら、昨年度までの方法と同程度の深さまでしか可視化できず、スパイン観察までは至らなかった。この結果から、繰り返し周波数の大きさには閾値があることが示唆されたため、今後は2光子励起確率における繰り返し周波数以外の変数を精査していく必要がある。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] In vivo two-photon imaging of mouse hippocampal neurons in dentate gyrus using a light source based on a high-peak power gain-switched laser diode2015

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Kawakami, Kazuaki Sawada, Yuta Kusama, Yi-Cheng Fang, Shinya Kanazawa, Yuichi Kozawa, Shunichi Sato, Hiroyuki Yokoyama and Tomomi Nemoto
    • 雑誌名

      Biomed. Opt. Express

      巻: 6 号: 3 ページ: 891-901

    • DOI

      10.1364/boe.6.000891

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Interactive Visual Exploration of Overlapping Similar Structures for Three-dimensional Microscope Images2014

    • 著者名/発表者名
      M. Nakao, S. Takemoto, T. Sugiura, K. Sawada, R. Kawakami, T. Nemoto and T. Matsuda
    • 雑誌名

      BMC Bioinformatics

      巻: 15 号: 1 ページ: 415-415

    • DOI

      10.1186/s12859-014-0415-x

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Visualizing in vivo Brain Neural Structures Using Volume Rendered Feature Spaces2014

    • 著者名/発表者名
      Megumi Nakao, Kosuke Kurebayashi, Tadao Sugiura, Tetsuo Sato, Kazuaki Sawada, Ryosuke Kawakami, Tomomi Nemoto, Kotaro Minato, Tetsuya Matsuda
    • 雑誌名

      Computers in Biology and Medicine

      巻: 53 ページ: 85-93

    • DOI

      10.1016/j.compbiomed.2014.07.007

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Morphological analysis of dendritic spines using structured illumination microscopy with a clearing method for the fixed mouse brain2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Sawada, Ryosuke Kawakami, Tomomi Nemoto
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Morphological analysis of dendritic spines in the fixed brain using the super resolution microscopy with the clearing reagent2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Sawada, Ryosuke Kawakami, Tomomi Nemoto
    • 学会等名
      レゾナンスバイオ公開シンポジウム「Swinging on the Chromophore」
    • 発表場所
      KKR熱海(熱海)
    • 年月日
      2016-03-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 透徹化固定脳における大脳皮質スパイン形態の超解像イメージング2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Sawada, Ryosuke Kawakami, Tomomi Nemoto
    • 学会等名
      レーザー学会 第484回研究会「ニューロフォトニクス」
    • 発表場所
      ホテルグランドヒル市ヶ谷(東京)
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Morphological analysis of dendritic spines in the mouse prefrontal cortex layer V pyramidal neurons induced by the depression-like symptom2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Sawada, Ryosuke Kawakami, Tomomi Nemoto
    • 学会等名
      The 16 th RIES-Hokudai international symposium 2015
    • 発表場所
      ガトーキングダムサッポロホテル(札幌)
    • 年月日
      2015-11-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] In vivo two-photon imaging of hippocampal neurons in dentate gyrus using a newly developed a high–peak power 1064-nm light source based on a gain-switched laser diode2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Sawada, Ryosuke Kawakami, Yuta Kusama, Yi-Cheng Fang, Shinya Kanazawa, Yuichi Kozawa, Shunichi Sato, Hiroyuki Yokoyama, Tomomi Nemoto
    • 学会等名
      Neuroscience 2015
    • 発表場所
      McCormick Place(シカゴ)
    • 年月日
      2015-10-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of in vivo two-photon microscopy by imaging of embedded fluorescent beads in mouse brain2015

    • 著者名/発表者名
      Ryoji Kitamura, Kazuaki Sawada, Ryosuke Kawakami, Tomomi Nemoto
    • 学会等名
      第120回日本解剖学会総会・全国学術集会・第92回日本生理学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of in vivo two-photon microscopy by imaging of fluorescent beads in mouse brain2014

    • 著者名/発表者名
      Ryoji Kitamura, Kazuaki Sawada, Ryosuke Kawakami, Tomomi Nemoto
    • 学会等名
      The 15 th RIES-Hokudai international symposium 2014
    • 発表場所
      シャトレーゼ ガトーキングダム サッポロ(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2014-12-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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