| 研究課題/領域番号 |
20K07268
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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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| 審査区分 |
小区分48020:生理学関連
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| 研究機関 | 大阪医科薬科大学 |
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研究代表者 |
佐々木 真理 大阪医科薬科大学, 医学部, 講師 (80435817)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 膜電位 / イメージング / ERK |
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| 研究開始時の研究の概要 |
膜電位とは細胞内外のイオン組成の違いに基づく、細胞内外間での電位差のことであり、神経細胞に限らず、すべての細胞が有している。膜電位は、長年神経科学やイオンチャネルの研究分野で研究対象となってきた。一方、細胞生物学の分野では、細胞内シグナルの研究が盛んに行われてきたが、膜電位は無視された存在であったと言えよう。
本研究では、細胞の増殖能と膜電位との関係に焦点を当て、膜電位が、分子シグナルをどのように制御しているかイメージング技術を駆使して明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
膜電位とは細胞内外のイオン組成の違いに基づく、細胞内外間での電位差のことであり、神経細胞に限らず、すべての細胞が有している。本研究では、この膜電位が、細胞内分子シグナルをどのように制御しているかイメージング技術を駆使して明らかにすることを目的としている。
脱分極するとERKが活性化するということが、これまでの研究で明らかとなっていたが、定性的なデータであった。本年度は、ERK活性の電位依存性を定量的に調べた。細胞外のカリウムの濃度を段階的に変化させると、細胞外カリウム濃度が高いほどERKの活性も高くなることが明らかとなった。ERKの活性は、細胞外カリウム濃度の対数と相関があり、これはERK活性と膜電位と相関があることを示唆している。そこで、電気生理学的手法を用いて、ERK活性の電位依存性を調べたところ、電位が高いほど、ERK活性が高いことが明らかとった。また、そのメカニズムとして、細胞外からのカルシウム流入は関与していないこと、細胞膜にあるフォスファチジルセリンが関与していることが明かとなった。本年度はこれらの結果を複数の学会で発表した。
また、個体レベルでの検証を行うために、蛍光膜電位プローブ、ERKの蛍光プローブを発現するトランスジェニックゼブラフィッシュラインを昨年樹立したものの、蛍光観察が難しいことが明らかとなった。またチャネルロドプシンを発現するトランスじゃネックゼブラフィッシュの作製を試みたが、ライン化はできなかった。そこで、チャネルロドプシンのＲＮＡを人工的に合成して、ゼブラフィッシュ胚にインジェクションする実験に切り替えた。次年度はこの実験系を用いて、個体レベルでの膜電位の生理的意義を調べる予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
細胞レベルの実験はおおむね順調に進んだが、ゼブラフィッシュを用いた個体レベルの実験については、必要なトランスジェニックは作製できたものの、観察する装置（顕微鏡）に問題があり、進まなかった。本年度の終わりになり、大学の共通機器として、新しい共焦点顕微鏡が導入されたので、今後それを用いて実験にとりくみたい。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度、イメージングのセットに電気生理のセットを組むとともに光遺伝学をできるように装置を組んだ。また、ゼブラフィッシュを用いた光遺伝学の実験を開始できる段階にあるので、次年度はそれを発展させる予定である。
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