シナプス形成・成熟過程における分子動態・微細構造の解析技術の開発

• 研究課題/領域番号: 26640039
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経化学・神経薬理学
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 植村 健 信州大学, 学術研究院医学系, 准教授 (00372368)
• 連携研究者: 佐藤 主税 独立行政法人産業技術総合研究所, 脳神経情報研究部門, 研究グループ長 (00357146)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 脳・神経 / 神経科学 / シナプス

研究成果の概要

シナプス異常を伴う神経発達障害の病因・病態の解明には、シナプスの形成過程および機能分子の動態、微細構造の変化の正確な理解が必須である。本研究ではSiN薄膜窓を備えた特殊培養ディッシュ表面をポリ-L-リジンとラミニンでコーティングすることで神経細胞の初代培養に成功し、溶液中の細胞を観察できる大気圧大気圧走査型電子顕微鏡（ASEM）で観察することに成功した。シナプス前終末を分化誘導する細胞接着分子（シナプスオーガナイザー）の細胞外領域を磁気ビーズにコートし、培養神経細胞に添加することでASEM dish上の任意の場所にシナプス前終末の構造を誘導し観察できることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Mechanisms of splicing-dependent trans-synaptic adhesion by PTPδ-IL1RAPL1/IL-1RAcP for synaptic differentiation (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamagata A., Yoshida, T., Sato, Y., Goto-Ito, S., Uemura, T., Maeda, A., Shiroshima, T., Iwasawa-Okamoto, S., Mori, H., Mishina, M., Fukai , S.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 号: 1 ページ: 6926-6926
  • DOI: 10.1038/ncomms7926
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electron microscopy of primary cell cultures in solution and correlative optical microscopy using ASEM (2014)
  • 著者名/発表者名: K.Hirano, T.Kinoshita, T.Uemura, H.Motohashi, Y.Watanabe, T.Ebihara, H.Nishiyama, M.Sato, M.Suga, Y.Maruyama, N.M.Tsuji, M.amamoto, S.Nishihara, C.Sato
  • 雑誌名: Ultramicroscopy 巻: 143 ページ: 52-66
  • DOI: 10.1016/j.ultramic.2013.10.010
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Insights into structure and assembly of GluD2-Cbln1-neurexin adhesion complex for cerebellar synapse formation (2015)
  • 著者名/発表者名: 植村健
  • 学会等名: 第８８回日本生化学大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] 小脳シナプス形成を担うGluRδ2-Cbln1-neurexin接着分子複合体の構造基 (2015)
  • 著者名/発表者名: 植村健
  • 学会等名: 第53回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県金沢市）
  • 年月日: 2015-09-14
  • 招待講演
• [学会発表] The Atmospheric Scanning Electron Microscope (ASEM) Observes Axonal Segmentation and Synaptic Induction in Solution (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 主税, 木下 貴明, 植村 健, 平野 和己, 川田 正晃, 西山英利, 佐藤 真理, 海老原 達彦, 須賀三雄, 西原祥子
  • 学会等名: 2014 Microscopy & Microanalysis meeting
  • 発表場所: ハートフォード, アメリカ合衆国
  • 年月日: 2014-08-05
• [学会発表] 受容体でコートした磁気ビーズによる初代培養シナプス形成誘導のASEM水中免疫電顕 (2014)
  • 著者名/発表者名: 植村 健, 佐藤 真理, 西山 英利, 須賀 三雄, 佐藤 主税
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会 第70回記念学術講演
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場, 千葉
  • 年月日: 2014-05-11