| 研究課題/領域番号 |
21H02598
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分46030:神経機能学関連
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| 研究機関 | 同志社大学 |
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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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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
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| キーワード | シナプス / 神経機能 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
シナプス可塑性は、脳の素子レベルでの”記憶痕跡”である可能性がある。本研究はシナプス前終末における可塑性誘導因子cAMPに依存したCaチャネルクラスターの拡大現象に依拠した研究である。Caチャネルの分布によって伝達強度や可塑性の強度が決定されるという作業仮説を検証することで、シナプス伝達や短期可塑性の新たな分子細胞メカニズムを提唱する。また、回路内でのシナプス強度のばらつきをCaチャネル分布等の指標によって可視化する可能性を探る。将来的には特定の行動課題遂行前後や疾患モデルにおけるシナプス強度の空間分布変化を定量化することにつなげる。
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| 研究成果の概要 |
海馬苔状線維シナプスにおける伝達効率の制御機構の研究として、長期シナプス増強のメカニズムを電気生理学と超解像顕微鏡を組み合わせて解析した。光遺伝学的な方法でシナプス前終末を刺激することで長期増強を誘導し、その後、直接パッチクランプ法でシナプス前機能の変化を計測した。活動電位やCaチャネル電流といった終末電気特性に変化がなかった。一方でシナプス小胞の開口放出確率が上昇した。超解像顕微鏡でシナプス前終末のactive zoneタンパク質を構成するMunc13-1やRIM1の集積が見られた。よって、active zoneタンパク質のダイナミックな分布変化が長期増強のメカニズムであると示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
神経シナプスはms以内で神経間の伝達を高速で担う一方で、秒から時間の単位で伝達効率ダイナミックに変化し、素子レベルでの学習・記憶を担っている。本研究では、シナプス後性より理解が立ち遅れていたシナプス前性の長期シナプス増強現象の分子細胞メカニズムを、分子細胞レベルで明らかにするという基礎神経科学としての意義がある。
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