中枢神経シナプス前終末における小胞動態の超解像ライブイメージング

• 研究課題/領域番号: 17H03548
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 東京女子医科大学
• 研究代表者: 緑川 光春 東京女子医科大学, 医学部, 講師 (60632643)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円); 2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2017年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
• キーワード: シナプス / 開口放出 / ライブイメージング / 電気生理 / 電気生理学 / イメージング / 神経科学 / 生理学 / 脳・神経

研究成果の概要

性質の異なる複数の中枢神経シナプス前終末において、シナプス小胞動態を超解像ライブイメージングによって測定した。シナプスの機能に応じて小胞動態が異なっていることが明らかになり、シナプス機能の重要な基盤であるシナプス前機能について重要な知見を得ることに成功した。また、学習・発達によってシナプス機能が可塑的に変化する際のシナプス前機構の変化についても複数のシナプスでその詳細を明らかにすることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

シナプス小胞からの神経伝達物質の放出機構は、中枢神経回路において神経細胞同士の情報伝達を担う重要な細胞機能であり、その詳細を明らかにすることは脳機能を理解する上で避けては通れない命題である。本研究による成果は様々な細胞からの多様な神経伝達物質放出様式を可能にしている基盤現象を示したものであり、将来的にはこれらの異常を原因とする様々な精神疾患の原因究明や治療戦略の創出の萌芽となることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Distinct functional developments of surviving and eliminated presynaptic terminals (2021)
  • 著者名/発表者名: Midorikawa M, Miyata M.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A . 巻: 118 号: 11
  • DOI: 10.1073/pnas.2022423118
  • NAID: 120007147680
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 中枢神経シナプス前終末における小胞動態の 超解像ライブイメージング (2019)
  • 著者名/発表者名: 緑川光春
  • 雑誌名: 月刊「細胞 The CELL」 巻: 12月号 ページ: 37-40
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-time imaging of synaptic vesicle exocytosis by total internal reflection fluorescence (TIRF) microscopy. (2018)
  • 著者名/発表者名: Midorikawa M.
  • 雑誌名: Neurosci Res. 巻: S0168-0102(17) ページ: 30755-1
  • DOI: 10.1016/j.neures.2018.01.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetics of Releasable Synaptic Vesicles and Their Plastic Changes at Hippocampal Mossy Fiber Synapses. (2017)
  • 著者名/発表者名: Midorikawa M, Sakaba T.
  • 雑誌名: Neuron 巻: 96 号: 5 ページ: 1033-1040
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2017.10.016
  • 査読あり
• [学会発表] Sensory input dependent and independent development of presynaptic transmitter release mechanisms at lemniscal fiber terminals in the somatosensory thalamus (2021)
  • 著者名/発表者名: 緑川光春、宮田麻理子
  • 学会等名: 第126回日本解剖学会総会・全国学術集会 / 第98回日本生理学会大会 合同大会
• [学会発表] Direct measurements of transmitter release kinetics at lemniscal fiber terminals in the somatosensory thalamus. (2020)
  • 著者名/発表者名: 緑川光春、宮田麻理子
  • 学会等名: 第97回日本生理学会大会
• [学会発表] Direct measurements of transmitter release from lemniscal fiber terminals in the somatosensory thalamus. (2019)
  • 著者名/発表者名: 緑川光春、宮田麻理子
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会
• [学会発表] Presynaptic properties at lemniscal fiber terminals in the somatosensory thalamus (2019)
  • 著者名/発表者名: 緑川光春、宮田麻理子
  • 学会等名: 第9回アジア・オセアニア生理学会連合 (FAOPS) 2019年大会
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Investigating presynaptic properties of afferent fibers in the somatosensory thalamus. (2018)
  • 著者名/発表者名: 緑川光春、宮田麻理子
  • 学会等名: Core-to-Core program “Nanobiology of neural plasticity based on optical nanoscopy”
• [学会発表] Measuring dynamics of releasable synaptic vesicles at hippocampal mossy fiber boutons. (2018)
  • 著者名/発表者名: 緑川光春、坂場武史
  • 学会等名: COLD SPRING HARBOR ASIA CONFERENCES
  • 国際学会
• [学会発表] 中枢神経シナプス前終末における単一シナプス小胞動態の可視化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 緑川光春、坂場武史
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
• [備考] 東京女子医科大学 医学部 生理学 （神経生理学分野）ホームページ
  • URL: http://www.twmu.ac.jp/neurophysiology/
• [備考] 東京女子医科大学ホームページ
  • URL: http://www.twmu.ac.jp/univ/news/?kbn=1&ym=202103