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本年度はこれまでに構築した光刺激することができる神経筋接合部（NMJ）モデルを用いて、細胞活動に対するNMJ形成の変化を調べた 。神経細胞もしくは筋芽細胞に個別に光応答性イオンチャネルスイッチ（CatCh+）遺伝子を組み込み、筋管細胞を形成後、神経細胞を共培養していくつかの条件の異なる光刺激を加えた。
免疫蛍光染色によるアセチルコリン受容体（AChR）の局在を調べたところ、筋細胞刺激群においてAChRクラスターの総数の増加が認められた。一方、神経細胞刺激郡においてはAChRクラスター数、面積、長さに関して刺激との相関は見られなかったが、神経突起と隣接して局在するクラスターの割合が上昇していた。また神経細胞を刺激し、生じる筋収縮を観察すると神経細胞刺激郡において刺激に対する応答性が向上していた。
以上から前シナプスである神経細胞と後シナプスである筋細胞をそれぞれ特異的に任意の時間やパターンで独立して光刺激することができるNMJ形成モデルの系を構築することができた。神経筋共培養下でのAChRの集積は筋細胞特異的に、NMJの形成は神経細胞特異的にそれぞれの活動依存性に亢進することが示唆された。今後刺激の強度や頻度、時期、持続時間などの条件検討を行う。また活動を抑制する光スイッチ等を用いて、NMJの形成や維持に対して細胞の電気的活動がどのような分子を制御しているのかなど、その分子機構についてさらなる検討を進める。
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