| 研究課題/領域番号 |
17K00404
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生命・健康・医療情報学
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| 研究機関 | 生理学研究所 (2020)
京都大学 (2017-2019) |
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研究代表者 |
浦久保 秀俊 生理学研究所, 脳機能・計測支援センター 電子顕微鏡室, 特任助教 (40512140)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 中型有棘細胞 / ドーパミン / シナプス可塑性 / シグナル伝達モデル / シミュレーション / 計算論的神経科学 / FIB/SEM / 強化学習 / コンピュータシミュレーション / シグナル伝達 |
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| 研究成果の概要 |
線条体シナプスにおいて生じる、刺激（Gluシグナル）と報酬予測（ドーパミン [DA] シグナル）のタイミングに依存するシナプス可塑性（情動可塑性）のシグナル伝達モデルの開発を行った。特に、ドーパミンD2受容体に関係する可塑性モデル（D2モデル）の開発に成功した。モデルの解析より、可塑性が生じるためにD2RとRGSという２種類の分子の発現がバランスしている必要があり、バランスの崩れは精神疾患と対応することが明らかとなった。また、電子顕微鏡画像から得られたスパイン3D形状に基づいて、Ca2+シグナルの反応拡散シミュレーションを行う環境を構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
D2モデルにおいて、DA dipシグナルが正しく検出されてAC1活性が生じるパラメータの検討から、ドーパミンD2受容体とRGS二種類の分子の発現量のバランスの崩れと、統合失調症およびDYT1ジスキネジアの二つの精神疾患を対応づけることができた。特にDYT1ジスキネジアの疾患メカニズムの理解と治療法の開発への発展が期待される。
また、電子顕微鏡画像からスパイン形状を抽出してシグナル伝達の時空間シミュレーションを行う技術は、細胞内シグナル伝達研究の分野において広範な応用が期待される。
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