赤色の新規シナプスクロライドプローブの開発

• 研究課題/領域番号: 16K14552
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 大倉 正道 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (70369172)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 神経科学 / 神経活動 / 抑制性シナプス / クロライドプローブ / 蛍光イメージング

研究成果の概要

神経細胞のシナプスへの抑制性入力による抑制性シナプス後電位（IPSP）は一過性に細胞内クロライド濃度上昇を起こすが、これまで生体レベルでIPSPによるクロライド上昇は可視化されていない。本研究では生体におけるIPSPの可視化を目指し、赤色の新規蛍光クロライドプローブのプロトタイプを遺伝子工学的に作製し、高感度で高い反応性を備えたプローブを選抜した。その結果、クロライド濃度変化での蛍光変化量が大きいプローブを見出した。蛍光変化量が大きいプローブは神経細胞に発現させ、抑制性入力での蛍光応答の大きさを指標として細胞での性能を評価した。

研究成果

• [雑誌論文] 増大特集 細胞多様性解明に資する光技術─見て,動かす Ⅱ.見えなかったものを視る Ca2＋センサーG-CaMPの進歩 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大倉正道, 中井淳一
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 68 号: 5 ページ: 442-443
  • DOI: 10.11477/mf.2425200685
  • ISSN: 0370-9531, 1883-5503
  • 年月日: 2017-10-15
• [雑誌論文] Fast varifocal two-photon microendoscope for imaging neuronal activity in the deep brain. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sato M, Motegi Y, Yagi S, Gengyo-Ando K, Ohkura M, Nakai J
  • 雑誌名: Biomed Opt Express 巻: 8 号: 9 ページ: 4049-4060
  • DOI: 10.1364/boe.8.004049
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Two-photon calcium imaging of the medial prefrontal cortex and hippocampus without cortical invasion. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kondo M, Kobayashi K, Ohkura M, Nakai J, Matsuzaki M
  • 雑誌名: eLife 巻: 6:e26839 ページ: 1-20
  • DOI: 10.7554/elife.26839
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A new platform for long-term tracking and recording of neural activity and simultaneous optogenetic control in freely behaving Caenorhabditis elegans (2017)
  • 著者名/発表者名: Gengyo-Ando K, Kagawa-Nagamura Y, Ohkura M, Fei X, Chen M, Hashimoto K, Nakai J
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience Methods 巻: 印刷中 ページ: 56-68
  • DOI: 10.1016/j.jneumeth.2017.05.017
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An R-CaMP1.07 reporter mouse for cell-type-specific expression of a sensitive red fluorescent calcium indicator. (2017)
  • 著者名/発表者名: Bethge P, Carta S, Lorenzo DA, Egolf L, Goniotaki D, Madisen L, Voigt FF, Chen JL, Schneider B, Ohkura M, Nakai J, Zeng H, Aguzzi A, Helmchen F
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12:e0179460 号: 6 ページ: 1-19
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0179460
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Allogeneic transplantation of iPS cell-derived cardiomyocytes regenerates primate hearts. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shiba Y, Gomibuchi T, Seto T, Wada Y, Ichimura H, Tanaka Y, Ogasawara T, Okada K, Shiba N, Sakamoto K, Ido D, Shiina T, Ohkura M, Nakai J, Uno N, Kazuki Y, Oshimura M, Minami I, Ikeda U
  • 雑誌名: Nature 巻: 538 号: 7625 ページ: 388-391
  • DOI: 10.1038/nature19815
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The integrative role of orexin/hypocretin neurons in nociceptive perception and analgesic regulation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Inutsuka A, Yamashita A, Chowdhury S, Nakai J, Ohkura M, Taguchi T, Yamanaka A
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6:29480 号: 1 ページ: 1-15
  • DOI: 10.1038/srep29480
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Olfactory receptor for prostaglandin F2α mediates male fish courtship behavior. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yabuki Y, Koide T, Miyasaka N, Wakisaka N, Masuda M, Ohkura M, Nakai J, Tsuge K, Tsuchiya S, Sugimoto Y, Yoshihara Y
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 巻: 19 号: 7 ページ: 897-904
  • DOI: 10.1038/nn.4314
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 高性能な赤色蛍光Ca2+プローブタンパク質. (2016)
  • 著者名/発表者名: 大倉正道，中井淳一
  • 雑誌名: 化学工業 巻: 67 ページ: 13-20
• [学会発表] 小脳苔状線維活動のカルシウムイメージングによる解析. (2018)
  • 著者名/発表者名: 真仁田聡, 池添貢司, 佐藤正晃, 大倉正道, 中井淳一, 林康紀, 喜多村和郎
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
• [学会発表] タンパク質でできた蛍光センサーによる生体内カルシウムイメージング. (2018)
  • 著者名/発表者名: 中井淳一, 大倉正道, 佐藤正晃, 安藤恵子
  • 学会等名: レーザー学会技術講演会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] アルツハイマー病モデルマウス海馬CA1領域における神経回路破綻過程の可視化. (2017)
  • 著者名/発表者名: 高村理沙，水田恒太郎，関根友紀子，イスラムタンビル，斉藤貴志，大倉正道，中井淳一，西道隆臣，林康紀
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: アクトシティ浜松（静岡県浜松市）
  • 年月日: 2017-03-28
• [学会発表] G-CaMP/R-CaMPテクノロジー. (2017)
  • 著者名/発表者名: 大倉正道
  • 学会等名: 日本薬学会第137年会シンポジウム
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2017-03-24
  • 招待講演
• [学会発表] 高速可変焦点機能を備えた新型内視鏡による超深部脳二光子イメージング. (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐藤正晃，茂木優貴，安藤恵子，大倉正道，中井淳一
  • 学会等名: 第90回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 長崎ブリックホール（長崎県長崎市）
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] Unraveling the dynamism of engram cells during contextual memory processing. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ghandour K, Ohkawa N, Fung CCA, Saitoh Y, Takekawa T, Asai H, Okubo-Suzuki R, Nomoto M, Soya S, Tsujimura S, Nishizono H, Matsuo M, Sato M, Ohkura M, Nakai J, Hayashi Y, Sakurai T, Osanai M, Fukai T, Inokuchi K
  • 学会等名: Society for Neuroscience 2017 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Two-photon calcium imaging of medial prefrontal cortex and hippocampus without cortical invasion. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kondo M, Kobayashi K, Nakai J, Ohkura M, Matsuzaki M
  • 学会等名: Society for Neuroscience 2017 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Functional breakdown processes of neural circuits in hippocampal CA1 region of Alzheimer’s disease model mice. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takamura R, Mizuta K, Sekine Y, Islam T, Saito T, Takekawa T, Ohkura M, Fukai T, Nakai J, Saido TC, Hayashi Y
  • 学会等名: Society for Neuroscience 2017 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Cellular mechanisms for the formation and plasticity of hippocampal cognitive maps. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sato M, Mizuta K, Islam T, Kawano M, Takekawa T, Gomez-Dominguez D, Yamakawa H, Ohkura M, Fukai T, Nakai J, Hayashi Y
  • 学会等名: Society for Neuroscience 2017 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] カルシウムイメージング法によるホヤ幼生gnrh発現細胞の活動記録. (2017)
  • 著者名/発表者名: 大川奈菜子, 島井光太郎, 大倉正道, 中井淳一, 堀江健生, 久原篤, 日下部岳広
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会年会 (ConBio2017)
• [学会発表] Ultra-thin fluorescence endoscope imaging system for functional biological imaging. (2017)
  • 著者名/発表者名: Osanai M, Ohkawa N, Kamiya A, Inami C, Sato M, Ohkura M, Kojima T, Kohmura Y, Hayashi Y, Yanagawa Y, Ohsawa M, Nakai J, Inokuchi K, Homma N, Mushiake H
  • 学会等名: 計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2017
• [学会発表] 線虫自動追尾装置による神経活動の可視化. (2017)
  • 著者名/発表者名: 中井淳一, 大倉正道, 橋本浩一, 安藤恵子
  • 学会等名: 生理研研究会「心臓・血管系の頑健性と精緻な制御を支える分子基盤の統合的解明」
• [学会発表] 複数の空間スケールのカルシウムイメージングにより明らかにされる感覚誘発大脳皮質ダイナミクス. (2017)
  • 著者名/発表者名: 茂木優貴, 佐藤正晃, 安藤恵子, 沖篤志, 岩井陽一, 毛内拡, 平瀬肇, 大倉正道, 中井淳一
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] 頭部固定コモンマーモセット一次運動野における前肢運動課題実行中の2光子イメージング. (2017)
  • 著者名/発表者名: 蝦名鉄平, 正水芳人, 平川玲子, 渡我部昭哉, 大倉正道, 小林憲太, 纐纈大輔, 南部篤, 彦坂和雄, 佐々木えりか, 中井淳一, 山森哲雄, 松崎政紀
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] 海馬CA1セルアセンブリによる報酬事象表現. (2017)
  • 著者名/発表者名: 水田恒太郎, 佐藤正晃, 関根友紀子, 河野真子, イスラム タンビル, 高村理沙, 竹川嵩志, 大倉正道, 深井朋樹, 中井淳一, 林康紀
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] 内側前頭野における皮質内非侵襲な二光子カルシウムイメージング法の開発. (2017)
  • 著者名/発表者名: 近藤将史, 大倉正道, 中井淳一, 小林憲太, 松崎政紀
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] 超視野2光子励起顕微鏡による単一細胞解像度での複数領野同時イメージング法の開発. (2017)
  • 著者名/発表者名: 寺田晋一郎, 大倉正道, 中井淳一, 小林憲太, 松崎政紀
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] 大脳皮質に投射した視床軸索の広視野カルシウムイメージング. (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉田恵梨子, 寺田晋一郎, 大倉正道, 中井淳一, 小林憲太, 松崎政紀
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] 脳機能イメージングのための極微細蛍光内視鏡イメージングシステム. (2017)
  • 著者名/発表者名: 小山内実, 大川宜昭, 坂本一寛, 三輪秀樹, 菊田里美, 田村篤史, 佐藤正晃, 大倉正道, 小島太郎, 幸村裕治, 中井淳一, 林康紀, 柳川右千夫, 井ノ口馨, 本間経康, 虫明元
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] Identification of characteristic dynamism of engram cells during learning. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ghandour K, Ohkawa N, Fung CCA, Saitoh Y, Takekawa T, Asai H, Okubo-Suzuki R, Nomoto M, Tsujimura S, Nishizono H, Matsuo M, Sato M, Ohkura M, Nakai J, Hayashi Y, Fukai T, Inokuchi K
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] 海馬認知地図形成の神経細胞ダイナミクス. (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐藤正晃, 水田恒太郎, Islam T, 河野真子, 竹川高志, Gomez-Dominguez D, 山川宏, 大倉正道, 深井朋樹, 中井淳一, 林康紀
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] アルツハイマー病モデルマウス海馬CA1領域における神経機能回路の破綻過程. (2017)
  • 著者名/発表者名: 高村理沙, 水田恒太郎, 関根友紀子, Islam T, 斉藤貴志, 竹川高志, 大倉正道, 深井朋樹, 中井淳一, 西道隆臣, 林康紀
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] 遺伝子コード型プローブを用いたCa2+イメージング. (2017)
  • 著者名/発表者名: 大倉正道
  • 学会等名: 滋賀医科大学第123回実験実習支援センターセミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 遺伝子コード型プローブを用いたCa2+イメージング. (2017)
  • 著者名/発表者名: 大倉正道
  • 学会等名: 第58回日本組織細胞化学会総会・学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 新規電位センサー・カルシウムセンサーを用いた神経活動測定. (2017)
  • 著者名/発表者名: 中井淳一, 大倉正道, 佐藤正晃, 安藤恵子
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Ca2+指示タンパク質. (2017)
  • 著者名/発表者名: 大倉正道
  • 学会等名: 新学術領域研究「温度生物学」第2回若手の会
  • 発表場所: ホテル東海園（愛知県蒲郡市）
  • 招待講演
• [学会発表] Rational design of ultrafast, high-affinity calcium indicators for monitoring neuronal activity. (2016)
  • 著者名/発表者名: Masatoshi Inoue，Atsuya Takeuchi，Shin-ichiro Horigane，Hajime Fujii，Satoshi Kamijo，Sayaka Takemoto-Kimura，Masamichi Ohkura，Keiko Gengyo-Ando，Masanobu Kano，Junichi Nakai，Kazuo Kitamura，Haruhiko Bito
  • 学会等名: The 7th International Neural Microcircuit Conference
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター（愛知県岡崎市）
  • 年月日: 2016-12-08
  • 国際学会
• [学会発表] Calcium imaging and single cell optogenetic analysis of a neural circuit for generate swimming locomotion of the Ciona intestinalis larva. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeo Horie，Masamichi Ohkura，Kotaro Shimai，Ryoko Horie，Yasunori Sasakura，Takehiro G. Kusakabe，Junichi Nakai，Michael S. Levine，Masashi Nakagawa
  • 学会等名: The 22nd International Zoological Meeting Symposium
  • 発表場所: 沖縄科学技術大学院大学（沖縄県国頭郡恩納村）
  • 年月日: 2016-11-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Super-field two-photon microscopy for simultaneous imaging of multiple cortical areas at cellular resolution. (2016)
  • 著者名/発表者名: S.-I. Terada, M. Ohkura, J. Nakai, M. Matsuzaki
  • 学会等名: Society for Neuroscience 2016 Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego Convention Center（San Diego, USA）
  • 年月日: 2016-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] Temporal coding of reward event by subpopulations of hippocampal CA1 pyramidal neurons. (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Mizuta, M. Sato, Y. Sekine, M. Kawano, T. Islam, R. Takamura, T. Masumoto, T. Takekawa, M. Ohkura, T. Fukai, J. Nakai, Y. Hayashi
  • 学会等名: Society for Neuroscience 2016 Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego Convention Center（San Diego, USA）
  • 年月日: 2016-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] Preferential stabilization of behaviorally relevant spatial representations in the hippocampal place map. (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Sato, K. Mizuta, T. Islam, M. Kawano, T. Takekawa, D. Gomez-Dominguez, H. Yamakawa, M. Ohkura, T. Fukai, J. Nakai, Y. Hayashi
  • 学会等名: Society for Neuroscience 2016 Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego Convention Center（San Diego, USA）
  • 年月日: 2016-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] A TIGRE reporter mouse line driving Cre- and tTA-dependent expression of the red calcium indicator R-CaMP1.07. (2016)
  • 著者名/発表者名: P. Bethge, L. Egolf, D.A. Lorenzo, D. Goniotaki, L. Madisen, F.F. Voigt, M. Ohkura, J. Nakai, H. Zeng, A. Aguzzi, F. Helmchen
  • 学会等名: Society for Neuroscience 2016 Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego Convention Center（San Diego, USA）
  • 年月日: 2016-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] Representation of reward event by hippocampal CA1 pyramidal neurons. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Mizuta，Masaaki Sato，Yukiko Sekine，Masako Kawano，Tanvir Islam，Risa Takamura，Takashi Takekawa，Masamichi Ohkura，Tomoki Fukai，Junichi Nakai，Yasunori Hayashi
  • 学会等名: 第13回 日韓脳科学・心筋・平滑筋合同シンポジウム
  • 発表場所: 佐賀大学鍋島キャンパス（佐賀県佐賀市）
  • 年月日: 2016-08-24
  • 国際学会
• [学会発表] チラミンによる線虫運動ニューロン活動の制御. (2016)
  • 著者名/発表者名: 安藤恵子, 永村ゆう子, 大倉正道, 橋本浩一, 中井淳一
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-07-20
• [学会発表] マウス大脳皮質メゾスコピック回路機能研究のオール光アプローチ. (2016)
  • 著者名/発表者名: 小泉協, 佐藤正晃, 中井淳一, 大倉正道, 林康紀, 八尾寛
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-07-20
• [学会発表] 行動上重要な場所の表象は海馬CA1場所地図において優先的に安定化される. (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤正晃, 水田恒太郎, Tanvir Islam, 河野真子, 竹川高志, Daniel Gomez-Dominguez, 山川宏, 大倉正道, 深井朋樹, 中井淳一, 林康紀
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-07-20
• [学会発表] 経頭蓋直流電気刺激が誘起する可塑性におけるグリア細胞の関与. (2016)
  • 著者名/発表者名: 毛内拡, 大倉正道, 田中三佳, 大江佑樹, 今野歩, 平井宏和, 御子柴克彦, 糸原重美, 中井淳一, 岩井陽一, 平瀬肇
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-07-20
• [学会発表] Ca感受性蛍光プローブ蛋白発現によるiPS細胞由来心筋細胞興奮特性の長期観察技術の開発. (2016)
  • 著者名/発表者名: 三輪佳子, 李鍾國, 安河内絢, 大倉正道, 中井淳一, 坂田泰史, 宮川繁, 澤芳樹
  • 学会等名: 第37回日本炎症・再生医学会
  • 発表場所: 京都市勧業館みやこめっせ（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-06-16
• [学会発表] Olfactory receptor for prostaglandin F2a mediates courtship behavior of male zebrafish. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Yabuki，Tetsuya Koide，Nobuhiko Miyasaka，Noriko Wakisaka，Miwa Masuda，Masamichi Ohkura，Junichi Nakai，Kyoshiro Tsuge，Soken Tsuchiya，Yukihiko Sugimoto，Yoshihiro Yoshihara
  • 学会等名: The 17th International Symposium on Olfaction and Taste
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-06-05
  • 国際学会
• [図書] 脳内環境辞典 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅沼幹人，荒木敏之，五十嵐道弘，井川正道，上村紀仁，碓井理夫，内山安男，漆谷真，大海雄介，大倉正道，大西浩史，岡沢秀彦，岡野ジェイムス洋尚，岡村均，岡村康司，小川優樹，貝塚剛志，柿澤昌，河西春郎，加藤英政，他７９名
  • 総ページ数: 156
  • 出版者: （株）メディカルドゥ
• [備考] 埼玉大学 研究機構 脳末梢科学研究センター
  • URL: http://subsi.saitama-u.ac.jp/
• [備考] 埼玉大学研究機構脳末梢科学研究センター
  • URL: http://subsi.saitama-u.ac.jp/
• [産業財産権] 高輝度な緑色蛍光カルシウムセンサー蛋白質 (2017)
  • 発明者名: 大倉正道, 中井淳一
  • 権利者名: 国立大学法人埼玉大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-080368
  • 出願年月日: 2017