2021 年度研究成果報告書

脳深部錐体細胞の反応特異性を決定する樹状突起スパイン活動の機能イメージング

研究課題

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研究課題/領域番号	20K21561
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分51:ブレインサイエンスおよびその関連分野
研究機関	北海道大学
研究代表者	佐藤正晃北海道大学, 医学研究院, 講師 (90518325)
研究期間 (年度)	2020-07-30 – 2022-03-31
キーワード	二光子レーザー顕微鏡 / カルシウムイメージング / 樹状突起スパイン
研究成果の概要	記憶の形成に重要な役割を果たす海馬の錐体細胞は、動物の場所に特異的に活動する「場所細胞」としての性質をもつ。しかし、このような細胞反応の場所特異性がどのようなシナプス活動によって形成されるのかは明らかでない。本研究は、海馬錐体細胞の樹状突起スパインレベルのカルシウムイメージングの手法を確立するために、アデノ随伴ウイルスベクターまたはトランスジェニックマウスにより背側海馬CA1野の錐体細胞にスパイン特異的蛍光カルシウムセンサータンパク質を発現させ、そのin vivoイメージングにおける有用性を検討した。
自由記述の分野	神経科学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究課題では、特定のアデノ随伴ウイルスベクターを用いた遺伝子導入により、in vivoイメージングに必要な低密度での細胞標識が可能であることを示す結果が得られた。この成果をふまえ、今後はスパイン特異的蛍光カルシウムセンサータンパク質の発現によって樹状突起スパインの形態や密度が変化しないことを確認し、もしこれらに影響しなければ、マウスがバーチャル環境で空間学習するときの樹状突起スパイン活動の慢性イメージングへと進む計画である。このように、本研究課題の成果は、海馬の錐体細胞が行う情報処理の原理を理解する上で重要なステップとなるものである。