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本研究では、分散培養下の海馬神経細胞を実験系に選び、抑制性シナプスの可塑的な変化がどのような分子基盤の上に成り立っているのかを明らかにするため、分子生物学的手法、リアルタイム画像解析法、電気生理学的手法を総合して解析することを目的としている。平成20年度には、抑制性シナプスの可視化に取り組み、抑制性シナプス前部および後部を同時に可視化することに成功した。平成21年度は、可視化された抑制性シナプスについて、タイムラプスイメージングにより、詳細に観察し、培養初期の抑制性シナプスは、顕著な形態変化をすることを明らかにした。抑制性シナプスにおける形態変化には、以下の3つのタイプが存在することが新たに分かった。(1)近傍の抑制性シナプスと融合することにより、より大きなサイズの抑制性シナプスを形成するタイプ、(2)一つの抑制性シナプスが分裂し、二つの抑制性シナプスを形成するタイプ、(3)樹状突起上を移動することによって、抑制性シナプスの形成位置を変化するタイプの3タイプである。これらの結果は、抑制性シナプスはその形態を大きく変化させることにより、神経ネットワークのアライメントを行っていることを示唆している。現在、これらの研究成果についてまとめた論文を投稿準備中である。さらに、今後の研究として電気生理学的手法を組み合わせた系の確立を試みている。caged GABAを用いて、可視化された抑制性シナプスを単一シナプスレベルで刺激し、電流応答を記録することが可能となれば、抑制性シナプスの形態と機能を結びつける研究ができると考えられる。
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