研究課題
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 (stochastic optical reconstruction microscopy)法 / PALM (photoactivated localization microscopy)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）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STORM/ PALM法により解析した。この解析によりシナプスへのPSD足場蛋白質の集積の時間経過が明らかとなった。（2）Chemical LTPを誘導することで、スパイン表面のAMPA受容体サブユニットGluR1の集積量が増加し、スパインの体積も増加することを確認した後、このような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の誘導によりPSD内でPSD-95分子が一過性にPSDの辺縁部に再配置され、PSDのサイズ自体も拡大することが明らかとなった。（3）PSD-95のシナプス部位での分布を更に3次元的に解析するために、Z軸方向の超解像を含めたPALM法を行った。得られた結果によりこれまでの2次元的なPALM像の解釈が正しいことが裏付けられた。以上の実験および観察系の改良により、1分子の高精度の位置決めによるシナプス内部構造の解析が可能となり、この技術を脳内のシナプス構造に応用するための技術開発の道筋が拓けた。
25年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2014 2013
すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (23件) (うち招待講演 10件)
Neuroscience Research
巻: - ページ: -
10.1016/j.neures.2014.01.009.
European Journal of Neuroscience
10.1111/ejn.12487.
Microscopy
巻: 63 ページ: 53-63
10.1093/jmicro/dft043.
巻: 39 ページ: 531-547
10.1111/ejn.12413.
巻: 38 ページ: 2350-2363
10.1111/ejn.12263.
Methods in Molecular Biology
巻: 1041 ページ: 319-335
10.1007/978-1-62703-520-0_28.
Nature Communications
巻: 4 ページ: 1440
10.1038/ncomms2443
巻: 62 ページ: 51-62
10.1093/jmicro/dfs083.
