新規カルシウムプローブを用いたグリアと神経細胞の同時活動可視化

• 研究領域: グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態
• 研究課題/領域番号: 26117503
• 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: 尾藤 晴彦 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00291964)
• 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: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円); 2015年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2014年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
• キーワード: 神経科学 / 脳・神経 / 脳神経 / シグナル伝達

研究実績の概要

神経活動と連動した、グリア細胞の電気的活動やカルシウム応答の実態を解明するため、本研究では、2種の異なる細胞に発現する異なるカラーのCa2+インディケーターを再現性よくin vivoにて発現するウィルスベクターを構築し、in vivoにおいて局所的なシナプス活動と、マクロ的グリア活動がどのように関係しているか、可視化できるプローブセットの作成を試みることを主眼とした。
初年度においては、新たに高速高感度の赤色カルシウムインディケーターR-CaMP2の創出に成功し、これをウィルスベクターに搭載させ、GCaMPウィルスとR-CaMPウィルスの同時感染と、異なる細胞集団の同時Ca2+測定に成功した。平成28年度においては、R-CaMP2とG-CaMPをそれぞれ別々のプロモータの下流で発現可能な遺伝子改変マウスを構築し、異なる細胞種でR-CaMP/G-CaMPを同時可視化する条件の検討を開始した。また、青色の新規カルシウムインディケーターを開発し、in vivo大脳皮質神経細胞の自発発火を測定可能な条件を同定するとともに、これら各色インディケーターをグリア細胞で発現するウィルスベクター用プロモータカセットを構築した。

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。

研究成果

• [雑誌論文] Chronic imaging of Purkinje cell calcium activity in awake behaving mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Gaffield MA, Amat SB, Bito H, Christie JM.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 巻: 115 号: 1 ページ: 413-422
  • DOI: 10.1152/jn.00834.2015
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Facilitation of axon outgrowth via a Wnt5a-CaMKK-CaMKIα pathway during neuronal polarization. (2016)
  • 著者名/発表者名: Horigane S, Ageta-Ishihara N, Kamijo S, Fujii H, Okamura M, Kinoshita M, Takemoto-Kimura S, Bito H
  • 雑誌名: Mol Brain. 巻: 9 号: 1 ページ: 8-8
  • DOI: 10.1186/s13041-016-0189-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Rational design of a high-affinity, fast, red calcium indicator R-CaMP2 (2015)
  • 著者名/発表者名: Inoue M, Takeuchi A, Horigane S, Ohkura M, Gengyo-Ando K, Fujii H, Kamijo S, Takemoto-Kimura S, Kano M, Nakai J, Kitamura K, Bito H
  • 雑誌名: Nat Methods 巻: 12 号: 1 ページ: 64
  • DOI: 10.1038/nmeth.3185
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Rational design of ultrafast, high-affinity red calcium indicator for monitoring neuronal activity. (2015)
  • 著者名/発表者名: Inoue M, Takeuchi A, Horigane S, Fujii H, Kamijo S, Takemoto-Kimura S, Ohkura M, Gengyo-Ando K, Kano M, Nakai J, Kitamura K, Bito H.
  • 学会等名: The 45th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Rational design of a novel high-affinity, ultrafast, red calcium indicator R-CaMP2. (2015)
  • 著者名/発表者名: Inoue M, Takeuchi A, Horigane S, Ohkura M, Gengyo-Ando K, Fujii H, Kamijo S, Takemoto-Kimura S, Kano M, Nakai J, Kitamura K, Bito H.
  • 学会等名: 第58回日本神経化学会大会
  • 発表場所: 大宮ソニックシティ（大宮市）
  • 年月日: 2015-09-11