蛍光分光を応用した神経細胞の個体脳における同定と聴覚神経回路機構の研究

• 研究課題/領域番号: 20220008
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 神経・筋肉生理学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 大森 治紀 京都大学, 医学研究科, 教授 (30126015)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 165,230千円 (直接経費: 127,100千円、間接経費: 38,130千円); 2012年度: 21,580千円 (直接経費: 16,600千円、間接経費: 4,980千円); 2011年度: 21,580千円 (直接経費: 16,600千円、間接経費: 4,980千円); 2010年度: 38,740千円 (直接経費: 29,800千円、間接経費: 8,940千円); 2009年度: 45,500千円 (直接経費: 35,000千円、間接経費: 10,500千円); 2008年度: 37,830千円 (直接経費: 29,100千円、間接経費: 8,730千円)
• キーワード: パッチ電極 / 神経細胞 / 蛍光蛋白 / 神経回路 / 聴覚 / 蛍光トレーサー / 蛍光電極 / パッチクランプ / 分光器 / 聴覚神経回路 / オレゴングリーンBAPTA / Field-L / FRET / 蛍光分光 / 蛍光タンパク

研究概要

本研究は蛍光分光電極法を開発し個体脳での神経活動解析に応用する事を主な目的とした。特に、聴覚系の神経活動解析への応用を目指して研究を進めた。結果として両方の目的はおおむね達成された。蛍光分光電極法はパッチ電極を光導体として、蛍光色素を充填した神経細胞をレーザー照射し、色素が発する蛍光を同じパッチ電極を用いて神経活動に伴う電気信号と同時に記録する手法である。神経細胞に充填した色素の蛍光スペクトルを時系列に記録する手法として確立した。個体脳への応用では細胞内Ca濃度に応答するオレゴングリーンBAPTA-1(OGB-1)をトリ聴覚神経核の神経細胞に充填し、聴覚応答の解析が実現できた。聴皮質であるField-Lからは神経活動と完全に同期したCa応答を記録解析した。GABA性の抑制性神経活動を阻害することにより1Hz程度の徐波が増強され自発的なCa応答を引き起こした。さらに下丘からも聴覚応答をCa信号として記録し、個体脳深部から蛍光信号を電気信号と同時に記録する当初の目的は達成した。

評価記号

検証結果 (区分)

A

研究成果

• [雑誌論文] Activation of metabotropic glutamate receptors improves the accuracy of coincidence detection by presynaptic mechanisms in the nucleus laminaris of the chick. (2013)
  • 著者名/発表者名: Okuda H, Yamada R, Kuba H & Ohmori H
  • 雑誌名: Journal of Physiology 巻: 591.1 号: 1 ページ: 365-378
  • DOI: 10.1113/jphysiol.2012.244350
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hyperpolarisationactivated cyclic nucleotide-gated channels regulate the spontaneous firing rate of olfactory receptor neurons and affect glomerular formation in mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakashima N, Ishii TM, Bessho Y, Kageyama R & Ohmori H
  • 雑誌名: J Physiology 巻: 591 号: 7 ページ: 1749-1769
  • DOI: 10.1113/jphysiol.2012.247361
  • 査読あり
• [雑誌論文] The cooperation of sustained and phasic inhibitions increases the contrast of ITD-tuning in low-frequency neurons of the chick nucleus laminaris. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamada R, Okuda H, Kuba H, Nishino E, Ishii TM & Ohmori H
  • 雑誌名: J Neuroscience 巻: 33(9) 号: 9 ページ: 3927-38
  • DOI: 10.1523/jneurosci.2377-12.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct neural firing mechanisms to tonal stimuli offset in the inferior colliculus of mice in vivo. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kasai M, Ono M, Ohmori H.
  • 雑誌名: Neurosci Res. 巻: 73(3) 号: 3 ページ: 224-37
  • DOI: 10.1016/j.neures.2012.04.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of presynaptic Na+/K+ ATPase reduces readily releasable pool size at the avian end-bulb of Held synapse. (2012)
  • 著者名/発表者名: Taruno A
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: 72 号: 2 ページ: 117-128
  • DOI: 10.1016/j.neures.2011.11.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of presynaptic Na+/K+ ATPase reduces readily releasable pool size at the avian end-bulb of Held synapse (2012)
  • 著者名/発表者名: Taruno, A, Ohmori H, Kuba H
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: 29 ページ: 117-128
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition in the balance: binaurally coupled inhibitory feedback in sound localization circuitry. (2011)
  • 著者名/発表者名: Burger, R.M., Fukui, I., Ohmori, H., and Rubel, E.W.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 巻: 106 号: 1 ページ: 4-14
  • DOI: 10.1152/jn.00205.2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition in the balance : binauraliy coupled inhibitory feedback in sound localization circuitry (2011)
  • 著者名/発表者名: Burger, R.M., Fukui, I., Ohmori, H., Rubel, E.W.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 巻: 106 ページ: 4-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] 音源定位の神経回路機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福井巌、大森治紀
  • 雑誌名: Clinical Neuroscience 巻: 29(12) ページ: 1388-1391
• [雑誌論文] Interaural phase difference modulates the neural activity in the nucleus angularis and improves the processing of level difference cue in the lateral lemniscal nucleus in the chicken (2010)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Fukui I and Ohmori H.
  • 雑誌名: NeuroscienceResearch 巻: 66 号: 2 ページ: 198-212
  • DOI: 10.1016/j.neures.2009.11.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] GABAergic inhibition sharpens the frequency tuning and enhances phase locking in chicken nucleus magnocellularis neurons. (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwao Fukui, R. Michael Burger, Harunori Ohmori, and Edwin Rubel.
  • 雑誌名: J Neuroscience 巻: 30(36) 号: 36 ページ: 12075-12083
  • DOI: 10.1523/jneurosci.1484-10.2010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Presynpatic activity regulates Na+ channel distribution at the axon intial segment. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kuba H, Oichi Y & Ohmori H.
  • 雑誌名: Nature 巻: 465 号: 7301 ページ: 1075-1078
  • DOI: 10.1038/nature09087
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaural phase difference modulates the neural activity in the nucleus angularis and improves the processing of level difference cue in the lateral lemniscal nucleus in the chicken. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Fukui I, Ohmori H.
  • 雑誌名: Neuroscience Research 66 ページ: 198-212
  • 査読あり
• [雑誌論文] GABAergic inhibition sharpens the frequency tuning and enhances phase locking in chicken nucleus magnocellularis neurons. (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwao Fukui, R. Michael Burger, Harunori Ohmori, Edwin Rubel.
  • 雑誌名: J Neuroscience 30(36) ページ: 12075-12083
  • 査読あり
• [雑誌論文] Presynpatic activity regulates Na+ channel distribution at the axon intial segment. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kuba H, Oichi Y, Ohmori H.
  • 雑誌名: Nature 465 ページ: 1075-1078
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaural phase difference modulates the neural activity in the nucleus angularis and improves the processing of level difference cue in the lateral lemniscal nucleus in the chicken (2010)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Fukui I, Ohmori H
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: 66 ページ: 198-212
  • 査読あり
• [雑誌論文] Presynpatic activity regulates Na+ channel distribution at the axon intial segment (2010)
  • 著者名/発表者名: Kuba H, Oichi Y, Ohmori H
  • 雑誌名: Nature 巻: 465 ページ: 1075-1078
  • 査読あり
• [雑誌論文] GABAergic inhibition sharpens the frequency tuning and enhances phase locking in chicken nucleus magnocellularis neurons (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwao Fukui, R.Michael Burger, Harunori Ohmori, Edwin Rubel
  • 雑誌名: J Neuroscience 巻: 30 ページ: 12075-12083
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of axonal sodium channels in precise auditory time coding at nucleus magnocellularis of the chick. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kuba,H. and Ohmori,H.
  • 雑誌名: Journal of Physiology 巻: 587(Pt1) 号: 1 ページ: 87-100
  • DOI: 10.1113/jphysiol.2008.162651
  • 査読あり
• [雑誌論文] The modulation by intensity of the processing of interaural timing cues for localizing sounds. (2009)
  • 著者名/発表者名: Eri Nishino and H Ohmori.
  • 雑誌名: Molecular Neurobiology 巻: 40(2) 号: 2 ページ: 157-65
  • DOI: 10.1007/s12035-009-8078-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of axonal sodium channels in precise auditory time coding at nucleus magnocellularis of the chick. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kuba, H., Ohmori,H.
  • 雑誌名: Journal of Physiology 2009 587(Pt1) ページ: 87-100
  • 査読あり
• [雑誌論文] The modulation by intensity of the processing of interaural timing cues for localizing sounds. (2009)
  • 著者名/発表者名: Eri Nishino, H Ohmori.
  • 雑誌名: Molecular Neurobiology 40(2) ページ: 157-165
  • 査読あり
• [雑誌論文] Presynaptic GABAB receptors modulatesynaptic facilitation and depression atdistinct synapses in fusiform cells ofmouse dorsal cochlear nucleus. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomohiko Irie and Harunori Ohmori
  • 雑誌名: BBRC 巻: 367 号: 2 ページ: 503-508
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2008.01.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sound-Intensity-Dependent Compensation for the Small Interaural Time Difference Cue for Sound Source Localization. (2008)
  • 著者名/発表者名: Eri Nishino, R.Yamada, H.Kuba, H.Hioki, T.Furuta, T.Kaneko, and H.Ohmori.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 28(28) 号: 28 ページ: 7053-7164
  • DOI: 10.1523/jneurosci.4398-07.2008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Presynaptic GABAB receptors modulate synaptic facilitation and depression at distinct synapses in fusiform cells of mouse dorsal cochlear nucleus. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomohiko Irie, Harunori Ohmori.
  • 雑誌名: BBRC 3672008 ページ: 503-508
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sound-Intensity-Dependent Compensation for the Small Interaural Time Difference Cue for Sound Source Localization. (2008)
  • 著者名/発表者名: Eri Nishino, R. Yamada, H. Kuba, H. Hioki, T. Furuta, T. Kaneko, H. Ohmori
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 28(28) ページ: 7153-7164
  • 査読あり
• [学会発表] トリ聴覚同時検出器細胞の樹状突起フィルター特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田 玲
  • 学会等名: 第９０回日本生理学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] HCNチャネルは、嗅細胞の自発発火頻度を制御し、嗅丘への軸索投射に影響を与える (2013)
  • 著者名/発表者名: 中島則行
  • 学会等名: 第９０回日本生理学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 蛍光パッチ電極法による電気記録と蛍光信号の同時計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西野恵里
  • 学会等名: 第９０回日本生理学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] トリ蝸牛神経核大細胞核ニューロンにおけるシナプス入力の統合と活動電位発射メカニズムのin vivo解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平井康治
  • 学会等名: 第９０回日本生理学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 時間差の検出と計算機シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 福井 巌
  • 学会等名: 第９０回日本生理学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 蛍光分光及び電気活動の同時計測を目指した蛍光パッチ電極法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西野恵里、大森治紀
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 長野県松本文化会館
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] Tonotopic specializations in the timing coding pathway in the avian auditory nuclei; NM and NL. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohmori H
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 発表場所: Auditory System, Bates College, Lewiston, ME USA
• [学会発表] Tonotopic specialization in the timing coding pathway in the avian auditory nuclei; NM and NL. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohmori, H
  • 学会等名: Gordon Research Conference, Auditory system.
  • 発表場所: Bates College, ME, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Two modes of inhibition enhances the contrast of ITD tuning in the chick. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohmori H
  • 学会等名: 7th FAOPS,Special Lecture
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] in vivo whole cell記録を用いたマウス下丘offsetニューロンの発火機構解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 笠井昌俊、小野宗範、大森治紀
  • 学会等名: 第87回日本生理学会
  • 発表場所: 盛岡市民文化ホール
• [学会発表] Sound intensity dependent compensation for the small ITD cue in the chicken. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohmori H
  • 学会等名: 第36回 国際生理学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-07-29
• [学会発表] Sound intensity dependent compensation for the small ITD cue in the chicken. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohmori H.
  • 学会等名: IUPS Congress 2009
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2009-07-29
• [図書] 標準生理学 第7版 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大森治紀
  • 出版者: 医学書院
• [図書] 標準生理学第7版 (2009)
  • 出版者: 医学書院
• [備考]
  • URL: http://www.nbiol.med.kyoto-u.ac.jp
• [備考] 京都大学大学院医学研究科・医学部
  • URL: http://www.med.kyoto-u.ac.jp/organization-staff/research/doctoral_course/r-019/
• [備考] 神経生物学教室
  • URL: http://www.nbiol.med.kyoto-u.ac.jp/
• [備考]
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.med.kyoto-u.ac.jp/J/grad_school/introduction/1603/
• [備考]
  • URL: http://www.med.kyoto-u.ac.jp/J/grad_school/introduction/1603/