シナプス可塑性のin vivo誘導とその応用.

• 研究課題/領域番号: 21500367
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経・筋肉生理学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 野口 潤 東京大学, 大学院・医学系研究科, 特任助教 (40421367)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2009年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: ニューロン / シナプス / 神経回路 / in vivo / 神経科学 / 脳・神経 / シナプス可塑性

研究概要

今回神経伝達物質グルタミン酸のプレシナプスからの放出を模倣する"ケイジドグルタミン酸の2光子励起分解法"を生体マウスに応用する方法を開発した。成体マウス大脳皮質2/3層錐体細胞において機能的なAMPA型グルタミン酸受容体の分布は樹状突起スパインの体積に比例することを初めて見出した。次に大脳皮質5/6層錐体細胞の樹状突起スパインに頻回にグルタミン酸を投与することにより、樹状突起スパインの体積の1時間以上にわたる減少、すなわちスパイン体積の長期的可塑性を誘導することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Spatial distributions of GABA receptors and local inhibition of Ca^<2+> transients studied with GABA uncaging in the dendrites of CA1 pyramidal neurons (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuya Kanemoto, Masanori Matsuzaki, Susumu Morita, Tatsuya Hayama, Jun Noguchi, Naoko Senda, Atsuya Momotake, Tatsuo Arai, Haruo Kasai
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 6 号: 7 ページ: e22652-e22652
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0022652
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo two-photon uncaging of glutamate revealing the structure-function relationships of dendritic spines in the neocortex of adult mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Noguchi, J., Nagaoka, A., Watanabe, S., Ellis-Davies, G.C.R., Kitamura, K., Kano, M., Matsuzaki, M. & Kasai H.
  • 雑誌名: J.Physiol. 巻: 589 号: 10 ページ: 2447
  • DOI: 10.1113/jphysiol.2011.207100
  • 査読あり
• [雑誌論文] SNARE conformational changes that prepare vesicles for exocytosis (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahashi N, Hatakeyama H, Okado H, Noguchi J, Ohno M, Kasai H.
  • 雑誌名: Cell Metab 巻: Vol.12 号: 1 ページ: 19-29
  • DOI: 10.1016/j.cmet.2010.05.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Learning rules and persistence of dendritic spines (2010)
  • 著者名/発表者名: Kasai H, Hayama T, Ishikawa M, Watanabe S, Yagishita S, Noguchi J.
  • 雑誌名: Eur J Neurosci 巻: Vol.32 号: 2 ページ: 241-249
  • DOI: 10.1111/j.1460-9568.2010.07344.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural dynamics of dendritic spines in memory and cognition (2010)
  • 著者名/発表者名: Kasai H, Fukuda M, Watanabe S, Hayashi-Takagi A, Noguchi J.
  • 雑誌名: Trends. Neurosci 巻: Vol.33、No.3 号: 3 ページ: 121-129
  • DOI: 10.1016/j.tins.2010.01.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] 特集シナプスをめぐるシグナリング11.細胞骨格タンパクActin (2010)
  • 著者名/発表者名: 河西春郎, 野口潤
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: Vol.61、No.5 ページ: 506-507
• [雑誌論文] Learning rules and persistence of dendritic spines. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kasai, H., et al.
  • 雑誌名: Eur J Neurosci. 巻: 32 ページ: 241-249
• [雑誌論文] SNARE conformational changes that prepare vesicles for exocytosis. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, N., et al.
  • 雑誌名: Cell Metab. 巻: 12 ページ: 19-29
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural dynamics of dendritic spines in memory and cognition. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kasai, H., et al
  • 雑誌名: Trends.Neurosci. 33(3) ページ: 121-129
• [雑誌論文] 大脳スパインシナプスの統計的性質と学習記憶 (2009)
  • 著者名/発表者名: 安松信明, 松崎政紀, 宮崎崇史, 野口潤, 河西春郎
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: Vol.28 No.9 ページ: 886-891
• [雑誌論文] Transcranial optogenetic stimulation for functional mapping of the motor cortex (2009)
  • 著者名/発表者名: Hira R, Honkura N, Noguchi J, Maruyama Y, Augustine GJ, Kasai H, Matsuzaki M.
  • 雑誌名: J. Neurosci. Methods 巻: Vol.179、No.2 号: 2 ページ: 258-263
  • DOI: 10.1016/j.jneumeth.2009.02.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcranial optogenetic stimulation for functional mapping of the motor cortex. (2009)
  • 著者名/発表者名: Hira, R., et al.
  • 雑誌名: J.Neurosci.Methods. 179(2) ページ: 258-263
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大脳スパインシナプスの統計的性質と学習記憶 (2009)
  • 著者名/発表者名: 安松信明, 他
  • 雑誌名: 細胞工学 28(9) ページ: 886-891
• [学会発表] Neuronal function analysis by in vitro and in vivo application of two-photon uncaging (2012)
  • 著者名/発表者名: Noguchi J
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 長野県松本市信州大学松本キャンパス
  • 年月日: 2012-03-31
• [学会発表] Neuronal function analysis by in vitro and in vivo application of two-photon uncaging (2012)
  • 著者名/発表者名: Noguchi, J., Hayama, T., Nagaoka, A., Kasai, H.
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 長野県松本市 信州大学松本キャンパス
  • 年月日: 2012-03-31
• [学会発表] HYDROGEL REACTIVE MICROBONDING(HRMB) METHOD FOR THE USE OF TETRA-PEG GEL AS A STRUCTURAL MATERIAL FOR MICROFLUIDIC DEVICES (2011)
  • 著者名/発表者名: Takehara H
  • 学会等名: 15th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences(μTAS 2011)
  • 発表場所: 米国ワシントン州シアトル市Washington State Convention Center
  • 年月日: 2011-10-03
• [学会発表] HYDROGEL REACTIVE MICROBONDING (HRMB) METHOD FOR THE USE OF TETRA-PEG GEL AS A STRUCTUEAL MATEEIAL FOR MICROFLUIDIC DEVICES (2011)
  • 著者名/発表者名: Takehara, H., et al.
  • 学会等名: 15th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (μTAS 2011)
  • 発表場所: 米国ワシントン州シアトル市Washington State Convention Center
  • 年月日: 2011-10-03
• [学会発表] in vivo 2光子アンケイジング法を用いた成体マウス新皮質樹状突起スパインの形態機能相関解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野口潤
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市パシフィコ横浜
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] ハイドロゲルリアクティブマイクロボンディング法を用いたハイドロゲル透過膜を有するマイクロ流路の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹原宏明
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形県山形市山形大学小白川キャンパス
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] ハイドロゲルリアクティブマイクロボンディング法を用いたハイドロゲル透過膜を有するマイクロ流路の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹原宏明, 他
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形県山形市 山形大学小白川キャンパス
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] MICROFLUIDIC INTERFACE DEVICES FOR IN VIVO ANALYSIS OF NEURAL CELLS USING 2-PHOTON LASER SCANNING MICROSCOPY (2010)
  • 著者名/発表者名: Takehara H
  • 発表場所: オランダ国フローニンゲンMartiniplaza Congress Center
  • 年月日: 2010-10-07
• [学会発表] 生きたマウスを用いた神経細胞研究のためのマイクロブレインインターフェイスデバイスの開発とその展望 (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹原宏明
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎県長崎市長崎大学文教キャンパス
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] Fabrication process of flexible and transparent microelectrode arrays for in vivo sensing (2009)
  • 著者名/発表者名: Takehara H
  • 学会等名: International Microprocesses and Nanotechnology Conference
  • 発表場所: 北海道札幌市シェラトン札幌ホテル
  • 年月日: 2009-11-18
• [学会発表] Fabrication process of flexible and transparent microelectrode arrays for in vivo sensing (2009)
  • 著者名/発表者名: 竹原宏明
  • 学会等名: International Microprocesses and Nanotechnology Conference
  • 発表場所: シェラトン札幌ホテル(北海道)
  • 年月日: 2009-11-18
• [学会発表] Development of a method for in vivo neurotransmitter administration using two-photon uncaging of caged glutamate/GABA (2009)
  • 著者名/発表者名: Noguchi J
  • 学会等名: Society For Neuroscience(北米神経学会)
  • 発表場所: 米国・シカゴ市McCormick Place convention center
  • 年月日: 2009-11-08
• [学会発表] Development of a method for in vivo neurotransmitter administration using two-photon uncaging of caged glutamate/GABA (2009)
  • 著者名/発表者名: Noguchi, J.
  • 学会等名: Society For Neuroscience(北米神経学会)
  • 発表場所: McCormick Place convention center米国・シカゴ市
  • 年月日: 2009-11-08
• [学会発表] チャネルロドプシン2を用いた経頭蓋的光刺激による運動野のマッピング (2009)
  • 著者名/発表者名: 平理一郎
  • 学会等名: 日本神経科学学会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市名古屋国際会議場
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] チャネルロドプシン2を用いた経頭蓋的光刺激による運動野のマッピング (2009)
  • 著者名/発表者名: 平理一郎
  • 学会等名: 日本神経科学学会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県)
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] 2光子顕微鏡が切り拓く新しい脳機能の可視化解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 河西春郎
  • 学会等名: 日本神経科学学会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市名古屋国際会議場
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] 2光子顕微鏡が切り拓く新しい脳機能の可視化解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 河西春郎
  • 学会等名: 本神経科学学会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県)
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] 生体計測のための透明微小電極の性能評価応用物理学会 (2009)
  • 著者名/発表者名: 竹原宏明
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 富山県富山市富山大学
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] 生体計測のための透明微小電極の性能評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 竹原宏明
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 富山大学(富山県)
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] TRANSCRANIAL OPTOGENETIC STIMULATION FOR FUNCTIONAL MAPPING OF THE MOUSE MOTOR CORTEX (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaki M
  • 学会等名: International Congress of Physiological Sciences(国際生理学会)
  • 発表場所: 京都府京都市京都国際会館
  • 年月日: 2009-07-31
• [学会発表] IN VIVO TWO-PHOTON UNCAGING OF GLUTAMATE TO INVESTIGATE THE PROPERTIES OF DENDRITIC SPINES IN ADULT NEOCORTEX (2009)
  • 著者名/発表者名: Noguchi J
  • 学会等名: International Congress of Physiological Sciences(国際生理学会)
  • 発表場所: 京都府京都市京都国際会館
  • 年月日: 2009-07-31
• [学会発表] IN VIVO TWO-PHOTON UNCAGING OF GLUTAMATE TO INVESTIGATE THE PROPERTIES OF DENDRITIC SPINES IN ADULT NEOCORTEX (2009)
  • 著者名/発表者名: Noguchi, J.
  • 学会等名: International Congress of Physiological Sciences(国際生理学会)
  • 発表場所: 京都国際会館(京都府)
  • 年月日: 2009-07-31
• [学会発表] TRANSCRANIAL OPTOGENETIC STIMULATION FOR FUNCTIONAL MAPPING OF THE MOUSE MOTOR CORTEX (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaki, M.
  • 学会等名: International Congress of Physiological Sciences(国際生理学会)
  • 発表場所: 京都国際会館(京都府)
  • 年月日: 2009-07-31
• [備考]
  • URL: http://www.bm2.m.u-tokyo.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.bm2.m.u-tokyo.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.bm2.m.u-tokyo.ac.jp/