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グルタミン酸イメージングによる神経回路内プレシナプス機能解析技術の開発

公募研究

研究領域メゾスコピック神経回路から探る脳の情報処理基盤
研究課題/領域番号 25115704
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京大学

研究代表者

並木 繁行  東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (90452193)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードシナプス / グルタミン酸 / イメージング / 神経回路
研究実績の概要

前年度までに開発したグルタミン酸蛍光プローブの神経細胞への特異的標識技術を用いて、大脳皮質スライス標本においてグルタミン酸イメージングを行った。これまでに開発した複数のプローブ特異的標識法をテストした結果、PDGF受容体の細胞外ドメインにHoloTagを融合したタグ分子を神経細胞への選択的遺伝子発現が可能なレンチウイルスベクターを用いて導入することによって大脳皮質内の神経細胞にHoloTagリガンドをラベルした蛍光プローブを選択的に標識することができた。この標本の共焦点レーザー顕微鏡による観察によって、樹状突起上のスパインも明瞭に標識されていることが確認できた。続いて、大脳皮質スライス標本内の神経細胞上の樹状突起スパインの近傍への電気刺激によって惹起された近傍のプレシナプスからのグルタミン酸放出を共焦点レーザー顕微鏡によるタイムラプスイメージングによって単一スパインレベルの空間分解能で可視化することに成功した。これによって、脳スライス標本内で形成されている神経回路内のシナプスの活性化の時空間パターンを精密に計測することが可能になった。本研究の成果は神経回路制御機構を神経回路内の個々のシナプスの活性からボトムアップ的理解への貢献が期待できる。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Spatiotemporal Control of Receptor Tyrosine Kinase Activity by Caged Ligands2015

    • 著者名/発表者名
      Isa M, Namiki S, Asanuma D, Hirose K.
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 44 号: 2 ページ: 150-151

    • DOI

      10.1246/cl.140901

    • NAID

      130004868345

    • ISSN
      0366-7022, 1348-0715
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acidic-pH-activatable fluorescence probes for visualizing exocytosis dynamics.2014

    • 著者名/発表者名
      Asanuma D, Takaoka Y, Namiki S, Takikawa K, Kamiya M, Nagano T, Urano Y, Hirose K.
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition.

      巻: 53 号: 24 ページ: 6085-9

    • DOI

      10.1002/anie.201402030

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-throughput development of a hybrid-type fluorescent glutamate sensor for analysis of synaptic transmission.2014

    • 著者名/発表者名
      Takikawa K, Asanuma D, Namiki S, Sakamoto H, Ariyoshi T, Kimpara N, Hirose K.
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 49 号: 49 ページ: 13439-43

    • DOI

      10.1002/anie.201407181

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-throughput screening system to identify small molecules that induce internalization and degradation of HER2.2014

    • 著者名/発表者名
      Isa M, Asanuma D, Namiki S, Kumagai K, Kojima H, Okabe T, Nagano T, Hirose K.
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology.

      巻: 9 号: 10 ページ: 2237-41

    • DOI

      10.1021/cb500654q

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シナプス前部における Munc13-1 ナノクラスタ形成の分子機構について2015

    • 著者名/発表者名
      有吉哲郎、坂本寛和、並木繁行、廣瀬謙造
    • 学会等名
      第88回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 超解像顕微鏡によって視覚化されたシナプス前終末におけるカルシウムチャネルの空間配置2014

    • 著者名/発表者名
      金原直也、坂本寛和、並木繁行、廣瀬謙造
    • 学会等名
      第37回分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-11-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Analyzing molecular basis of neurotransmitter release with fluorescent glutamate imaging2014

    • 著者名/発表者名
      Naoya Kinpara, Hirokazu Sakamoto, Shigeyuki Namiki and Kenzo Hirose
    • 学会等名
      17th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology (WCP2014)
    • 発表場所
      Cape Town International Convention Centre(南アフリカ共和国ケープタウン)
    • 年月日
      2014-07-16 – 2014-07-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Supramolecular assemblies of synaptic proteins for synaptic vesicle release site at central synapses2014

    • 著者名/発表者名
      Shigeyuki Namiki, Hirokazu Sakamoto, Tetsuro Ariyoshi, Naoya Kinpara and Kenzo Hirose
    • 学会等名
      17th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology (WCP2014)
    • 発表場所
      Cape Town International Convention Centre(南アフリカ共和国ケープタウン)
    • 年月日
      2014-07-16 – 2014-07-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] グルタミン酸イメージングによる単一シナプスレベルでのシナプス機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      並木繁行
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第70回記念学術講演会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2014-05-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞スクリーニングを介した自閉症関連遺伝子の探索2014

    • 著者名/発表者名
      武井大祐、並木 繁行、太向 勇、浅沼 大祐、伊佐 真幸、菅生 厚太郎、竹島 美幸、岩山 佳美、山田 和男、吉川 武男、竹島 浩、廣瀬 謙造
    • 学会等名
      第87回日本薬理学会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2014-03-21
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] シナプス伝達を可視化する蛍光性グルタミン酸センサーの開発2014

    • 著者名/発表者名
      瀧川健司、並木繁行、坂本寛和、有吉哲郎、金原直也、浅沼大祐、廣瀬謙造
    • 学会等名
      第87回日本薬理学会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2014-03-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 東京大学大学院医学系研究科脳神経医学専攻神経生物学

    • URL

      http://www.neurobiol.m.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2018-03-28  

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