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脳内環境がスパイン形態可塑性に与える影響の解析

公募研究

研究領域脳内環境:恒常性維持機構とその破綻
研究課題/領域番号 26111706
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

野口 潤  東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40421367)

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 *注記
5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード樹状突起スパイン / LTD(シナプス伝達の長期抑制) / 2光子励起顕微鏡 / LTD / 長期抑制 / 2光子顕微鏡
研究実績の概要

本研究課題ではシナプス後部である樹状突起スパインがシナプス可塑性刺激により収縮もしくは消滅するような状態について解析することを目標とした。
1. cofilinタンパク質の動態解析:シナプス可塑性はシナプス後部である樹状突起スパインにおいてアクチン重合の制御によって実行される。アクチン線維切断タンパク質cofilinに着目して解析した結果、低頻度シナプス刺激によってスパイン収縮がみられ、このスパイン収縮は周囲のスパインに拡散した。一方、脱リン酸化(活性化)cofilinを海馬神経細胞内に還流したところ、スパイン収縮が見られたことから、活性化cofilinタンパク質の神経細胞樹状突起内での拡散がスパイン収縮を制御していることが示唆された。
2.シナプス前部機能プローブの開発:シナプス後部の収縮はシナプス前部にも影響を及ぼすと考えられる。27年度は FRET /FLIMによるシナプス前部機能プローブ(iSLIM)の開発と評価に関して論文発表を行った。今回掲載された論文において、我々は、SNARE複合体を形成する操作を行うと、このプローブの蛍光寿命が変化することを示した。このプローブにより、興奮性神経細胞のシナプス小胞とインシュリンを分泌するβ細胞の分泌様式の違いも明らかにした。このプローブの値を用いて、シナプス前部可塑性の程度を評価することが可能であった。
3.シナプス前部機能プローブを用いたシナプス結合の判定:今回開発したプローブを利用してシナプス結合の有無を評価する試みを実施した。シナプス後部のみを標識するためにPSD95-mCherry融合タンパク質をシナプス後部に発現させた。予備的な実験では、シナプス後部局在タンパク質PSD95と、シナプス前部機能プローブは近接して局在する場合が観察された。このことから、このプローブはシナプス形成判定に有用と考えている。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Two-photon fluorescence lifetime imaging of primed SNARE complexes in presynaptic terminals and β cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Takahashi N#, Sawada W#, Noguchi J#, Watanabe S#, Ucar H, Hayashi-Takagi A, Yagishita S, Ohno M, Tokumaru H & Kasai H. (#Equally contributed).
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 6 号: 1 ページ: 8531-8531

    • DOI

      10.1038/ncomms9531

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Lab-on-a-brain : Implantable micro-optical fluidic devices for neural cell analysis in vivo2014

    • 著者名/発表者名
      Takehara, H.*, Nagaoka, A.*, Noguchi, J., Akagi, T., Kasai, H. & Ichiki, T.
    • 雑誌名

      Scientific Report

      巻: 4 号: 1 ページ: 6721-6721

    • DOI

      10.1038/srep06721

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Caged Glutamates with π-Extended 1, 2-Dihydronaphthalene Chromophore : Design, Synthesis, Two-Photon Absorption Property, and Photochemical Reactivity2014

    • 著者名/発表者名
      Boinapally, S., Huang, B., Abe, M., Katan, C., Noguchi, J., Watanabe, S., Kasai, H., Xue, B. & Kobayashi, T.
    • 雑誌名

      Opt Express

      巻: 22 号: 17 ページ: 7822-30

    • DOI

      10.1021/jo501425p

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シナプス可塑性記録のためのプレシナプスプローブの海馬培養スライスにおける使用2014

    • 著者名/発表者名
      野口潤、渡邊恵、高橋倫子、河西春郎
    • 学会等名
      日本神経科学学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 東京大学大学院医学系研究科疾患生命工学センター構造生理学部門ホームページ

    • URL

      http://www.bm2.m.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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