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昨年度までに確立した脳切片でのシナプス分子を対象とした二重染色、三重染色の実験系を用いたシナプス分子の微細配置の解析に取り組んだ。ここではMunc13-1、RIM1、CAST、ELKS、電位依存性カルシウムチャネル、PSD95などのシナプス分子を対象として多重染色によるマルチカラー化の強みを活かしてシナプス分子間の位置関係などについても超解像顕微鏡を用いた詳細な解析にも取り組んだ。また従来の超解像顕微鏡による解析は２分子を対象とした二重染色標本に留まっていたが、従来の顕微鏡システムの光学系を大幅に見直すことによって三重染色以上の標本についても高精細な超解像イメージを取得し、３種類以上の分子間の空間配置をについて解析できるプラットフォームを構築した。
以上の顕微鏡システムを用いて、学習や飼育環境とシナプス分子の微細配置の位置関係の変容との関係について解析を進めた。エンリッチメント環境下で飼育したマウスの脳の種々の部位について複数種類のシナプス関連分子の免疫染色を行い、マルチカラー超解像顕微鏡により各分子の微細配置を解析した。その結果、海馬CA3領域のstratum lucidumおよびstratum oriensにおいて、シナプス内でのCav2.2-Munc13量比が増加することを明らかにした。
本研究では従来の方法論では不可能であった複数の分子のシナプスでの微細な配置や量的な解析を実現し、学習や環境とシナプス分子の微細配置の変容との関係を始めて明らかにすることができた。
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