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これまでニューロン間の情報伝達の「場」は、軸索終末のシナプス構造に限局し、シナプスが神経ネットワークを形成すると考えられてきた。しかしながら、ラット間脳から腰髄に投射するオキシトシンニューロン軸索において、オキシトシンがシナプス外で放出され周囲の細胞に拡散作用する新規の傍分泌的な神経伝達メカニズム（volume transmission）が存在する可能性が示唆されている。本研究では、オキシトシンのシナプス構造以外からの開口放出に着目し、免疫電子顕微鏡法と蛍光イメージングモデルを用いた解析により、volume transmissionを解明することを目的とした。
本研究ではまず、免疫組織化学法を応用した超微形態構造解析法を駆使し、volume transmissionの超微形態レベルでの解析を試みた。ラット脊髄腰部の急性スライスに高カリウム刺激による開口放出の誘発を行い、免疫組織化学法を応用した透過型電子顕微鏡による観察を試みた。その結果、オキシトシンニューロン軸索バリコシティー構造においてシナプス構造に限局しないオキシトシンの開口放出が観察され、軸索においても傍分泌的な神経伝達メカニズムvolume transmissionの存在が示唆された。
続いて、オキシトシンニューロン軸索におけるvolume transmissionの、in vivoイメージング解析モデルの確立を試みた。そこで本研究では、オキシトシンニューロンにおいて赤色蛍光タンパク質（mRFP）を発現するOXT-mRFPトランスジェニック（Tg）ラットに着目し、mRFPの細胞内分子動態を免疫電子顕微鏡法とWestern blot法により解析した。その結果、本TgラットにおいてmRFPはオキシトシンと同様の生体内分子動態を示すことが示唆され、in vivoイメージングモデルの確立に成功した。
今後は、OXT-mRFP Tgラットを用いた蛍光タンパク質を指標としたオキシトシンの生体内動態のin vivoイメージング解析により、volume transmissionの分子機構の解明が期待される。
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