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2012 年度 実績報告書

シナプス構造の分子解剖

研究課題

研究課題/領域番号 21220008
研究機関東京大学

研究代表者

岡部 繁男  東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60204012)

研究期間 (年度) 2009-05-11 – 2014-03-31
キーワードシナプス / イメージング / GFP / 高解像度 / PSD
研究概要

シナプスが脳においてどのように形成され、維持され、再編成されるのか、その分子機構を理解することはヒトのさまざまな脳機能解明の基盤となる。新しい光学的測定技術であるSTORM法 / PALM法を適用することにより、大脳皮質や海馬での神経細胞間のシナプス形成・維持機構を明らかにすることを目的として研究を実施した。
本年度は(1)前年度までに開発したSTORM/ PALM法に利用可能な蛍光プローブであるPSD-95-tdEOSによる一個のPSD・シナプスに存在する分子の局在についてのデータの取得を終了させた。(2)更にPSD-95-mEOS2, PSD-95-PAtagRFPを作成し、これらの蛍光プローブを利用してデータの再現性を確認した。(3)タイムラプス観察により新しく形成されたシナプスを同定し、シナプス形成後の時間経過に沿って起きるPSD構造の変化を解析した。得られた結果から、シナプスへのPSD足場蛋白質の集積は数時間で起こる比較的速い現象であるが、その後のPSD構造の成長はよりゆっくりした時間経過で進行することがわかった。(4)Chemical LTPによりシナプス可塑性が惹起されたPSDの構造をSTORM/ PALM法により解析した。得られた結果から、chemical LTPの誘導によるシナプス後部の構造変化の一つとして、PSDにおけるPSD-95分子の再配置が起こることがわかった。(5)前年度に引き続き、In vivo imagingの手法を用いて、生後発達早期の大脳皮質におけるシナプス動態を定量した。このような時期特異的なシナプス動態について、in vivo imagingとarray tomography法を結びつけた解析を継続中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

STORM/ PALM法のための顕微鏡システムは完成し、実際のデータ取得が順調に進んでいる。またこの方法論と組み合わせて実験を行うarray tomography法、in vivo imaging法についても手法の改良と実験データの取得が進んでいる。

今後の研究の推進方策

今後はSTORM/ PALM法によるPSD足場蛋白質のシナプス発達過程と可塑性誘導に伴う変化についてのデータ解析を完了させ、論文発表を行う。またarray tomography法、in vivo imaging法という先端的技術とSTORM/ PALM法を組み合わせることにより、個体レベルでのシナプス動態を高い空間解像度で解析するための方法論の改良とデータ取得を継続する。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Fluorescence imaging of synapse formation and remodeling.2013

    • 著者名/発表者名
      Okabe, S.
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 62 ページ: 51-62

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfs083.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Doublecortin-like kinase enhances dendritic remodeling and negatively regulates synapse maturation.2013

    • 著者名/発表者名
      Shin, E., Kashiwagi, Y., Kuriu, T., Iwasaki, H., Tanaka, T., Koizumi, H., Gleeson, J. G. and S.Okabe
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 4 ページ: 1440

    • DOI

      10.1038/ncomms2443.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] RP58 controls neuron and astrocyte differentiation by downregulating the expression of Id1-4 genes in the developing cortex.2012

    • 著者名/発表者名
      Hirai S., Miwa, A., Ohtaka-Maruyama, C., Kasai M., Okabe, S., Hata, Y, and H. Okado.
    • 雑誌名

      EMBO Journal

      巻: 31 ページ: 1190-1202

    • DOI

      10.1038/emboj.2011.486.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] LIS1-dependent retrograde translocation of excitatory synapses in developing interneuron dendrites.2012

    • 著者名/発表者名
      Kawabata, I., Kashiwagi, Y., Obashi, K., Ohkura, M., Nakai, J., Wynshaw-Boris, A., Yanagawa, Y., and S. Okabe.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 3 ページ: 722

    • DOI

      10.1038/ncomms1736.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular dynamics of the excitatory synapse.2012

    • 著者名/発表者名
      Okabe, S.
    • 雑誌名

      Advances in Experimental Medicine and Biology

      巻: 970 ページ: 131-185

    • DOI

      10.1007/978-3-7091-0932-8_6.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Presynaptically released Cbln1 induces dynamic axonal structural changes by interacting with GluD2 during cerebellar synapse formation.2012

    • 著者名/発表者名
      Ito-Ishida, A., Miyazaki, T., Miura, E., Matsuda, K., Watanabe, M., Yuzaki, M and S. Okabe
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 76 ページ: 549-564

    • DOI

      10.1016/j.neuron.

    • 査読あり
  • [学会発表] Characterization of axonal mitochondria replacement in culture hippocampal neurons2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Obashi, Shigeo Okabe
    • 学会等名
      第118回日本解剖学会総会
    • 発表場所
      サンポートホール高松・かがわ国際会議場(高松)
    • 年月日
      20130328-20130330
  • [学会発表] Doublecortin-like kinase enhances dendritic remodeling and negatively regulates synapse maturation.2013

    • 著者名/発表者名
      柏木有太郎、申 義庚、栗生俊彦、岩崎広英、田中輝幸、Joseph G. Gleeson, 岡部繁男
    • 学会等名
      第118回日本解剖学会総会
    • 発表場所
      サンポートホール高松・かがわ国際会議場(高松)
    • 年月日
      20130328-20130330
  • [学会発表] Recycling of AMPA type glutamate receptors within dendritic spines.2013

    • 著者名/発表者名
      Ayako Hayashi, Daisuke Asanuma, Mako Kamiya, Yasuteru Urano, Shigeo Okabe
    • 学会等名
      第118回日本解剖学会総会
    • 発表場所
      サンポートホール高松・かがわ国際会議場(高松)
    • 年月日
      20130328-20130330
  • [学会発表] Dynamics of inhibitory synapses in mouse models of autism2013

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tanaka, Masaaki Isshiki, Katsuhiko Tabuchi, Toru Takumi, Shigeo Okabe
    • 学会等名
      第118回日本解剖学会総会
    • 発表場所
      サンポートホール高松・かがわ国際会議場(高松)
    • 年月日
      20130328-20130330
  • [学会発表] Enhancement of excitatory synapse remodeling is a common phenotype in ASD mouse models2013

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Isshiki, Shinji Tanaka, Noriyuki Hayashi, Katsuhiko Tabuchi, Toru Takumi, Shigeo Okabe
    • 学会等名
      第118回日本解剖学会総会
    • 発表場所
      サンポートホール高松・かがわ国際会議場(高松)
    • 年月日
      20130328-20130330
  • [学会発表] Roles of BMP4 signaling in synapse development2013

    • 著者名/発表者名
      Takahito Higashi, Shigeo Okabe
    • 学会等名
      第118回日本解剖学会総会
    • 発表場所
      サンポートホール高松・かがわ国際会議場(高松)
    • 年月日
      20130328-20130330
  • [学会発表] Three-dimensional reconstruction of ultrathin-sectioned neural tissue by light microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      岩崎広英 岡部繁男
    • 学会等名
      第118回日本解剖学会総会
    • 発表場所
      サンポートホール高松・かがわ国際会議場(高松)
    • 年月日
      20130328-20130330
  • [学会発表] Dynamics of neuroligin 1 during the period of synapse/spine formation2013

    • 著者名/発表者名
      守田啓悟、小橋一喜、岩崎広英、岡部繁男
    • 学会等名
      第118回日本解剖学会総会
    • 発表場所
      サンポートホール高松・かがわ国際会議場(高松)
    • 年月日
      20130328-20130330
  • [学会発表] ニューロンとアストロサイトの共培養系における、樹状突起・シナプスの形態解析2013

    • 著者名/発表者名
      坪山幸太郎、柏木有太郎、林亜矢子、岩崎広英、岡部繁男
    • 学会等名
      第118回日本解剖学会総会
    • 発表場所
      サンポートホール高松・かがわ国際会議場(高松)
    • 年月日
      20130328-20130330
  • [学会発表] Imaging analysis of synapse dynamics in vivo2012

    • 著者名/発表者名
      岡部繁男
    • 学会等名
      Symposium “Deep tissue two-photon microscopy”14th International Congress of Histochemistry and Cytochemistry
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都)
    • 年月日
      20120826-20120829
    • 招待講演
  • [学会発表] シナプスリモデリングの高解像度イメージング

    • 著者名/発表者名
      岡部繁男
    • 学会等名
      平成24年度日本解剖学会関東地方会懇談会「Bio-imagingと形態科学」
    • 発表場所
      日本医科大学(東京)
    • 招待講演
  • [学会発表] 先端イメージング技術で知る脳の機能発達

    • 著者名/発表者名
      岡部繁男
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第37回関東支部講演会
    • 発表場所
      東京大学山上会館(東京)
    • 招待講演
  • [備考] 研究室HP

    • URL

      http://synapse.m.u-tokyo.ac.jp/index-e.htm

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公開日: 2014-07-24  

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