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シナプス可塑性に伴うシナプス後膜内神経伝達物質受容体局在変化の高解像度解析

研究課題

研究課題/領域番号 18022043
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関生理学研究所

研究代表者

深澤 有吾  生理学研究所, 大脳皮質機能研究系, 助教 (60343745)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
2007年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2006年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
キーワード解剖学 / 神経科学 / シナプス / 受容体 / 電子顕微鏡 / 分子局在
研究概要

外部からの情報は脳内に形成された神経ネットワークにより処理されると同時に、神経ネットワーク自体も情報入力により変化する。この神経ネットワークの柔軟性が、個体が状況に応じて行動したり、新規環境を学習、記憶する重要な基盤となっている。ネットワークを構成する神経細胞はシナプス結合を介して連絡し、この結合間で神経伝達物質を介した情報伝達(シナプス伝達)を行っているので、シナプス伝達の分子機構を詳細に明らかにすることが神経ネットワークの柔軟性を支えるメカニズムを明らかにする上で重要である。そこで本課題ではシナプス後膜に発現する神経伝達物質受容体局在様式を高感度に定量的に単一シナプスレベルで解析できる実験系を確立し、研究を進めてきた。これまでの研究でシナプス内のAMPA型グルタミン酸受容体はクラスターを形成し、単一シナプス内に受容体密度の高い領域と低い領域が混在することを見出した。また、長期的にシナプス伝達効率が増強する現象(LTP)を誘導すると、シナプス内のより広い領域で受容体密度が高くなることを示す結果を得た。そこで本年度は、高密度受容体発現領域の機能的意義を明らかにする目的で、受容体局在のシナプス伝達強度との関係を解析した。レプリカ免疫標識で捉えたAMPA受容体の定量的な局在情報とグルタミン酸受容体モデルを用いてシナプス応答のシミュレーションを行った結果、受容体クラスター直上の放出と受容体が疎な場所からの放出とで約1.3倍の応答差になった。また、クラスターしていない状況を想定しシミュレーション結果を比較したところ、受容体のクラスター化は応答強度に影響しないことが分かった。これらの結果から、シナプス内の受容体局在の変化は、シナプス応答強度の受容体数依存性を阻害しないことを始めて示した。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] D1-like dopamine receptors selectively block P/Q-type calcium channels to reduce glutamate release onto cholinergic basal forebrain neurones of immature rats2007

    • 著者名/発表者名
      Momiyama, T. & Fukazawa, Y.
    • 雑誌名

      J. Physiology 580

      ページ: 103-117

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dl-like dopamine receptors selectively block P/Q-type calcium channels to reduce glutamate release onto cholinergic basal forebrain neurones of immature rats.2007

    • 著者名/発表者名
      Momiyama, T., Fukazawa, Y.
    • 雑誌名

      Journal o Physiology 580

      ページ: 103-117

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A CaV2.1 calcium channel mutation rocker reduces the number of postsynaptic AMPA receptors in parallel fiber-Purkinje cell synapses.2006

    • 著者名/発表者名
      Kodama, T., Itsukaicht Nishida Y., Fukazawa, Y., Wakamori, M., Miyata M., Molnar E., Mori, Y., Shigemoto, R., Imoto, K.
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience 24

      ページ: 2993-3007

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 凍結割断レプリカ免疫電子顕微鏡法2006

    • 著者名/発表者名
      重本隆一, 深澤有吾
    • 雑誌名

      生体の科学 57

      ページ: 273-280

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] レプリカ免疫標識法で細胞膜上の分子分布を2次元的に可視化する2008

    • 著者名/発表者名
      深澤 有吾
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会、第32回関東支部講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-03-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Encyclopedia of Neuroscience2008

    • 著者名/発表者名
      Fukazawa, Y. & Shigemoto, R.
    • 出版者
      Glutamate receptor organization: ultrastructural insights(印刷中)
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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