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本課題は神経回路の可塑性に伴うアストロサイトの形態およびカルシウムシグナル動態を時間変化・可塑性誘導の刺激強度との関係性において明らかにすることを目的とした。
本年度は昨年度検討したsingle whisker experienceに比べ刺激強度を定量的に変化させることがより容易であるような可塑的変化誘導刺激として経頭蓋直流電気刺激（tDCS : trascranial direct current stimulation）を導入した。またウイルスベクタを用いたアストロサイトの細かな形態構造の慢性観察が困難であったため、アストロサイトと関係を持つという報告のある、もうひとつのグリア細胞であるミクログリアの形態変化へと対象を切り替えて固定脳および、覚醒動物での刺激前後での観測を行った。単一強度でのtDCSが可塑性を誘導し、更にはアストロサイトのカルシウムシグナル頻度を上昇させることはすでに報告されている。昨年度はこのtDCSに対しミクログリアの形態が覚醒状態の動物において変化を示すことを固定脳において検証し、報告した。本年度はその変化がどのような経路によって起こっているのかを明らかにするため、薬理学的な実験を行った。アストロサイトのカルシウムシグナルとの関係を調べるためアストロサイトのカルシウム上昇が特異的に欠失したIP3R2ノックアウト動物を用いて実験検証した。その結果、tDCSによって引き起こされるアストロサイトのカルシウムシグナルがミクログリアの形態変化にかかわっている可能性があることがわかった。更に二光子顕微鏡を用いて、生体脳でのミクログリアのtDCS刺激前後での動態変化を観察した。ミクログリアはその突起を常時伸展・収縮させることで周辺環境をモニターしていることが知られている。tDCSにより、ミクログリアはそのモニター領域が通常状態よりも縮小していることが示唆された。
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