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2光子励起顕微鏡法を用いたシナプス・開口放出機構の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15100005
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
研究分野 神経科学一般
研究機関生理学研究所 (2004)
岡崎国立共同研究機構 (2003)

研究代表者

河西 春郎  生理学研究所, 教授 (60224375)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
53,820千円 (直接経費: 41,400千円、間接経費: 12,420千円)
2004年度: 21,710千円 (直接経費: 16,700千円、間接経費: 5,010千円)
2003年度: 32,110千円 (直接経費: 24,700千円、間接経費: 7,410千円)
キーワードグルタミン酸受容体 / 2光子励起 / ケイジド試薬 / シナプス
研究概要

大脳皮質錐体ニューロン上の樹状突起スパイン(棘突起)は、活動依存的な構造変化を起こし、これが記憶・学習の細胞基盤であると提唱されている。しかし、そのような構造変化と長期増強現象のようなシナプス可塑性がどう関係するのか、また、そうした可塑性が1個の樹状突起スパインレベルの入力特異性を持つか、といった問題は未解明であった。今回、海馬CA1錐体ニューロンの単一スパインに、ケイジドグルタミン酸を2光子励起法で光分解して投与することで、長期増強の構造基盤を解析した。量子的放出に相当するグルタミン酸の光放出を繰り返すと、刺激されたスパインに選択的にその頭部が急速に増大した。スパイン容積増大は大型のキノコ型のスパインでは一過的だが、小型のスパインでは持続的だった。さらに、スパイン容積増大は、刺激されたスパインに選択的なAMPA受容体を介した電流の増加を伴っており、またNMDA受容体とカルモジュリンとアクチンの重合に依存していた。これらの結果は、棘が1個ごとに個別にヘッブの学習法則に従うことを示している。さらに、小型のスパインが長期増強の好発部位であるのに対し、大型のスパインは長期記憶痕跡の物理的実態である可能性が示唆された。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2004 その他

すべて 雑誌論文 (3件) 文献書誌 (2件)

  • [雑誌論文] Sequential exocytosis of insulin granules is associated with redistribution of SNAP25.2004

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, N.
    • 雑誌名

      J.Cell Biol. 165

      ページ: 255-262

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural basis of long-term potentiation in single dendritic spines.2004

    • 著者名/発表者名
      Matsuzaki, M.
    • 雑誌名

      Nature 429

      ページ: 761-766

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Stabilization of exocytosis by dynamic F-actin coating of zymogen granules in pancreatic acini.2004

    • 著者名/発表者名
      Nemoto, T.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Kasai, Haruo: "Structure-stability-function relationships of dendritic spines."Trends in Neurosciences. 26. 360-368 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kasai, Haruo: "Two-photon uncaging microscopy. In "Imaging in Neuroscience and Development."CSH Lab.. (in press).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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