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シナプス可塑性発現時における内在性グルタミン酸受容体の超解像イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 18K14817
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分46010:神経科学一般関連
研究機関京都大学

研究代表者

田中 洋光  京都大学, 理学研究科, 助教 (30705447)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードグルタミン酸受容体 / 長期増強 / 長期抑圧 / 超解像顕微鏡 / 全反射顕微鏡 / シナプス小胞 / アミロイドベータ / シナプス接着分子 / シナプス可塑性 / 神経情報伝達 / 海馬 / 全反射蛍光顕微鏡 / 超解像イメージング / 超解像顕微鏡法
研究成果の概要

シナプスにおける神経情報の伝達効率が変化する現象「シナプス可塑性」の発現機構を解明すること目指して、直径1マイクロメートルにも満たない微小構造であるシナプスを、超解像度かつ独自の実験系でイメージングする技術を確立した。そして、その技術を基にシナプス可塑性の代表例である長期増強現象や長期抑圧現象の研究に適用した。その結果、シナプス後膜における神経情報伝達物質受容体の動態がどのように変化して、長期抑圧が発現するのか、または受容体のどのような動態異常が長期増強の発現を抑制するのかを明らかにした。さらに、情報伝達時にシナプス前終末のどこからシナプス小胞が開口放出されるのかも解析した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

シナプス可塑性は記憶・学習の細胞基盤と考えられており、これまで多くの研究がなされてきた。本研究では、研究代表者の独自の実験系と超解像顕微鏡法の組み合わせを実証し、受容体の動態を解析することでシナプス可塑性の発現機構に新たな知見と概念を提供できた。また、シナプス病変時における受容体の動態異常を解析することで、シナプス可塑性の発現抑制機構に関する知見も提供できた。これらの成果より、本研究は記憶・学習が成立する基礎過程の解明、及びシナプス伝達異常に起因する神経疾患の病態解明に貢献した。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Boltzmann Thermometry in Cr3+‐Doped Ga2O3 Polymorphs: The Structure Matters!2021

    • 著者名/発表者名
      Back Michele、Ueda Jumpei、Nambu Hiroshi、Fujita Masami、Yamamoto Akira、Yoshida Hisao、Tanaka Hiromitsu、Brik Mikhail G.、Tanabe Setsuhisa
    • 雑誌名

      Advanced Optical Materials

      巻: - 号: 9 ページ: 2100033-2100033

    • DOI

      10.1002/adom.202100033

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] シナプス機能素子の動態イメージング法を用いたシナプス病変及び伝達機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      田中洋光
    • 雑誌名

      月刊細胞

      巻: 53 ページ: 51-55

    • NAID

      40022470684

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Amyloid-β oligomers suppress subunit-specific glutamate receptor increase during LTP2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Tanaka, Daiki Sakaguchi, Tomoo Hirano
    • 雑誌名

      Alzheimer’s & Dementia: Translational Research & Clinical Interventions

      巻: 5 号: 1 ページ: 797-808

    • DOI

      10.1016/j.trci.2019.10.003

    • NAID

      120007006206

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 全反射顕微鏡を用いたシナプス関連分子の動態イメージング法の確立2019

    • 著者名/発表者名
      田中洋光
    • 雑誌名

      Medical Science Digest

      巻: 45 ページ: 430-433

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suppression of AMPA Receptor Exocytosis Contributes to Hippocampal LTD2018

    • 著者名/発表者名
      Shumpei Fujii, Hiromitsu Tanaka, Tomoo Hirano
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience

      巻: 38 号: 24 ページ: 5523-5537

    • DOI

      10.1523/jneurosci.3210-17.2018

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Visualization of Synchronous or Asynchronous Release of Single Synaptic Vesicle in Active-Zone-Like Membrane Formed on Neuroligin-Coated Glass Surface2018

    • 著者名/発表者名
      Junichiro Funahashi, Hiromitsu Tanaka, Tomoo Hirano
    • 雑誌名

      Frontiers in Cellular Neuroscience

      巻: 12 ページ: 1-10

    • DOI

      10.3389/fncel.2018.00140

    • NAID

      120006478048

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] シナプス伝達時におけるシナプス小胞の取り込み形態の統合的把握2021

    • 著者名/発表者名
      田中洋光
    • 学会等名
      第5回脳と心の研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Total internal reflection fluorescence microscopy in neuroscience2020

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Tanaka
    • 学会等名
      The Francis Crick Institute seminar
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 全反射顕微鏡を用いたAMPA型グルタミン酸受容体の動態イメージング2019

    • 著者名/発表者名
      田中洋光、平野丈夫
    • 学会等名
      生理研研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シナプス小胞の開口放出及び再構築過程の可視化2019

    • 著者名/発表者名
      田中洋光
    • 学会等名
      第4回脳と心の研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 全反射顕微鏡を用いたシナプス前終末とシナプス後膜研究2018

    • 著者名/発表者名
      田中洋光
    • 学会等名
      第3回脳と心の研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Subunit-specific effects on AMPA-type glutamate receptors caused by amyloid beta oligomers during hippocampal long-term potentiation2018

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Tanaka, Daiki Sakaguchi, Tomoo Hirano
    • 学会等名
      Neuroscience 2018 (Society for Neuroscience)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アミロイドベータによるサブユニット特異的なグルタミン酸受容体の動態異常2018

    • 著者名/発表者名
      田中洋光、坂口大輝、平野丈夫
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] シナプス研究から脳というスパコンへ辿り着け

    • URL

      https://www.pref.kyoto.jp/sangyo-sien/specialist/tanakahiromitu.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 所属研究室のホームページ

    • URL

      http://www.neurosci.biophys.kyoto-u.ac.jp/main.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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