新規Mg2+イメージング法の開発とそれを用いたグリア細胞内Mg2+動態の解析

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K13268
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ケミカルバイオロジー
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 新藤 豊 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 特任助教 (30449029)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 蛍光イメージング / マグネシウム / アストロサイト / グリア細胞

研究成果の概要

本研究では、我々が以前開発したMg2+イオン選択的蛍光プローブであるKMG-104-AsHを蛍光タンパク質と組み合わせることで、細胞内の任意の部位でのMg2+濃度変化を、定量性が高いとされるレシオイメージングにより測定可能な新技術を開発した。また、この技術および、これまでに開発したMg2+選択的プローブを用いた測定から、ラット胎児より分散培養したグリア細胞の一種であるアストロサイトにおいて、神経伝達物質であるGABAやセロトニンが細胞内Mg2+濃度変化を引き起こすことを見出した。

自由記述の分野

細胞生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

Mg2+は細胞内代謝やエネルギー産生を制御することが近年示され、その細胞内外での濃度変化に注目が集まりつつあるイオンである。特に脳神経系では、主要な神経伝達物質であるグルタミン酸によるシナプス伝達がシナプス間隙のMg2+濃度の影響を受けることが知られている。本研究で開発した手法は、細胞内外の任意の箇所でMg2+濃度変化を測定でき、このイオンの挙動を詳細に調べることに大変役に立つ。また、神経細胞を取り巻くアストロサイトはその活動自体や細胞外イオン濃度の調節により神経伝達に影響を与える細胞であり、本研究で見出された、内部のMg2+濃度変化は脳神経系の情報伝達に何らかの影響を及ぼすものと考えられる。