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遊離D-グルタミン蓄積による網膜神経細胞および神経回路修飾の生理学的解析

研究課題

研究課題/領域番号 20K09838
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分56060:眼科学関連
研究機関藤田医科大学

研究代表者

大熊 真人  藤田医科大学, 医学部, 講師 (50329710)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
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)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード網膜細胞 / パッチクランプ / 画像解析 / 網膜 / イオンチャネル / D-アミノ酸 / グルタミン酸測定
研究開始時の研究の概要

本研究はD-アミノ酸、特にD-グルタミン蓄積による視覚情報伝達系への影響を調べることを目的とし、この蓄積が確認されている網膜をモデル系として機能解析を行う。実験手法は、マウスおよびイモリ試料での電気生理学的測定(パッチクランプ記録)、およびグルタミン酸可視化法による蛍光測定を主とする。研究期間は4年間とし、この期間内に D-グルタミンの情報伝達系への影響,網膜細胞のどの部分で作用するか,D-アミノ酸の蓄積と除去(代謝)について 解明を試みる。

研究成果の概要

網膜神経細胞の情報修飾について、Dアミノ酸を軸に生理学的な測定を行った。アカハライモリ網膜の神経細胞においてDグルタミンの細胞外投与時に電位依存性内向き電流の振幅が減少し、閾値付近の小さな刺激では活動電位が発生しなくなる現象が見られた。一過性の内向き電流を持つ三次ニューロン(神経節細胞)において、Dグルタミンの細胞内への投与により遅延整流性の外向き電流の有意な増加が記録できた。また、その他の物質による網膜情報伝達への修飾効果も、シナプスでのグルタミン酸放出を指標として確認できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

網膜の神経細胞において、Dグルタミンの存在下および細胞内投与により電位依存性電流に変化が見られた結果から、Dアミノ酸の細胞内蓄積による光情報伝達の修飾・抑制が示唆される。また、グルタミン酸の可視化法を応用して、修飾物質による情報伝達物質の放出の動向を直接調べることができた。この結果、妊娠中に性ホルモンにより網膜レベルで視覚情報伝達が修飾される可能性が示唆されたことは学術的のみならず社会的な意義もあると考えている。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Effects of Progesterone and Other Gonadal Hormones on Glutamatergic Circuits in the Retina2023

    • 著者名/発表者名
      Ohkuma Mahito、Maruyama Takuma、Ishii Toshiyuki、Igarashi Nozomi、Azuma Keiko、Inoue Tatsuya、Obata Ryo、Miyachi Ei-ichi、Kaneda Makoto
    • 雑誌名

      日医大誌

      巻: 90 号: 4 ページ: 333-345

    • DOI

      10.1272/jnms.JNMS.2023_90-405

    • ISSN
      1345-4676, 1347-3409
    • 年月日
      2023-08-25
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iris-derived induced pluripotent stem cells that express GFP in all somatic cells of mice and differentiate into functional retinal neurons2022

    • 著者名/発表者名
      Hiramatsu Noriko、Yamamoto Naoki、Ohkuma Mahito、Nagai Noriaki、Miyachi Ei-ichi、Yamatsuta Kumiko、Imaizumi Kazuyoshi
    • 雑誌名

      Medical Molecular Morphology

      巻: 55 号: 4 ページ: 292-303

    • DOI

      10.1007/s00795-022-00330-z

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long-range axonal projections of transplanted mouse embryonic stem cell-derived hypothalamic neurons into adult mouse brain2022

    • 著者名/発表者名
      Kawata Miho、Kodani Yu、Ohkuma Mahito、Miyachi Ei-ichi、Kaneko Yoko S.、Nakashima Akira、Suga Hidetaka、Kameyama Toshiki、Saito Kanako、Nagasaki Hiroshi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 17 号: 11 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0276694

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A subset of cone bipolar cells expresses the Na+ channel SCN2A in the human retina2021

    • 著者名/発表者名
      Kawai Fusao、Ohkuma Mahito、Horiguchi Masayuki、Ichinose Hiroshi、Miyachi Ei-ichi
    • 雑誌名

      Experimental Eye Research

      巻: 202 ページ: 108299-108299

    • DOI

      10.1016/j.exer.2020.108299

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel Technique for Retinal Nerve Cell Regeneration with Electrophysiological Functions Using Human Iris-Derived iPS Cells.2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto N, Hiramatsu N, Ohkuma M, Hatsusaka N, Takeda S, Nagai N, Miyachi EI, Kondo M, Imaizumi K, Horiguchi M, Kubo E, Sasaki H.
    • 雑誌名

      Cells.

      巻: 10 (4) 号: 4 ページ: 743-743

    • DOI

      10.3390/cells10040743

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Enzyme-linked photo-assayによる性ホルモン投与時のマウス網膜グルタミン酸動態の解析2022

    • 著者名/発表者名
      大熊真人,金田誠,宮地栄一
    • 学会等名
      第69回中部日本生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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