研究課題/領域番号 |
20KK0171
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研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
中区分46:神経科学およびその関連分野
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研究機関 | 同志社大学 |
研究代表者 |
坂場 武史 同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (80609511)
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研究分担者 |
三木 崇史 同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (10598577)
坂本 寛和 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (10837397)
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研究期間 (年度) |
2020-10-27 – 2025-03-31
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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 |
18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2024年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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キーワード | シナプス / 神経 / 可塑性 |
研究開始時の研究の概要 |
シナプスの伝達強度は一定ではなく、可塑的な変化を示す。シナプス可塑性、特にcAMP依存的なシナプス可塑性は動物種に限らず広く存在し、また、動物の学習・記憶に重要な役割を担うと考えられている。本研究では、学習・記憶に重要な役割を担うげっ歯類海馬において、苔状線維―CA3錐体細胞シナプスのcAMP依存的なシナプス可塑性メカニズムを、特に可塑性誘導後の時間経過に伴うメカニズム遷移の可能性に注目し、日本とドイツの共同研究によって解明する。
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研究実績の概要 |
本課題では、これまでに以下の研究進展があった。つまり、ドイツとの国際共同研究で、海馬苔状線維シナプス前終末のcAMP濃度を強制上昇させると、伝達物質放出部位付近の局所Ca濃度が上昇する。それによって伝達物質放出量が増大することを、電気生理学、全反射蛍光顕微鏡などで明らかにした。ドイツ側との共同研究により、Caチャネルが短時間のうちにシナプス前終末で集積する可能性をSTED顕微鏡で明らかにした(Fukaya et al., 2021, PNAS)。さらに、その次のステップとして、伝達物質放出部位にあるactive zone scaffoldタンパク質によるCaチャネルの密度制御機構を明らかにすべく、ドイツ側のSigrist研究室からactive zone scaffoldタンパク質RIMBP2のKOマウスを入手した。急性スライス標本において、海馬苔状線維シナプス前終末からの直接パッチクランプ法による膜電位固定と膜容量測定法をおこなった。特に本年度は、これに加えて、シナプス応答の測定を行った。シナプス前終末Caチャネル振幅が減少し、膜容量やシナプス後電流の減少が観察された。一方で、シナプス後電流はCaチャネル電流の減少だけでは説明できず、放出機構、おそらく小胞プライミングの阻害が観察された。この研究を論文として改訂中である。また、生理的な刺激でおこるLTPは予想と異なり、Caチャネル集積ではなく、放出部位タンパクの集積であることを最近示すことができた(Fukaya et al., 2023, Sci. Adv.)。残された課題として、cAMP依存性可塑性、特にCaチャネル集積の脳神経回路における機能的な意義を探る実験を行い、またハエでの網羅的プロテオミクスの成果を利用する予定である。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
2021年の時点で、当初の目標であったcAMP濃度上昇の伝達物質放出確率制御メカニズムの解明に一定のめどがつき、現在はさらにその先の研究に着手しているため。
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今後の研究の推進方策 |
現在遂行中の研究を着実に取りまとめていく必要がある。COVID-19による渡航制限が解除されたので、より緊密な共同研究が可能になる。
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