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2013 年度 実績報告書

Oxonol系電位感受性色素の新規応用による新しい細胞膜電位イメージング法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22300129
研究機関関東学院大学

研究代表者

佐藤 容子  関東学院大学, 人間環境学部, 教授 (70251501)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2015-03-31
キーワード膜電位感受性色素 / イメージング / 神経系 / 鶏胚 / 細胞
研究概要

ニューロン電位活動の光学的測定において、組織標本で活動電位やシナプス後電位などの速い時間経過の電位変化を測定する際には、通常fast-response dyeと呼ばれる膜電位感受性色素が用いられる。この色素は、シグナルが背景光の10-4~10-3程度と非常に小さく、single cellレベルでの応答を加算なしに検出するのはほとんど不可能であった。本研究は、新しいoxonol系色素を用いた細胞膜電位イメージング法を開発し、ニューロン電位活動の光学的計測法と中枢神経系の機能的システム解析に新機軸をもたらすことを目的とする。
本年度は、以下の手順で解析を行った。
(1) 染色時間と染色後の待ち時間の検討:色素を含む灌流液に置換後、どのくらいの時間で染色が安定するかを調べたところ、最低でも15分の染色が必要であることがわかった。灌流液に色素を含まない状態で測定を行う場合には、色素を含まない液に置換後さらに30分~1時間の待ち時間を要することが明らかとなった。ベースラインの安定性と色素のメカニズムを考慮すると、色素を含む溶液中で測定を行う方がベターであると考えられた。
(2) 光学的シグナルの定量性の解析:色素の蛍光変化と膜電位変化が直線関係にあるかどうかを調べるために、外液 [K+]が1mM, 10mM, 20mM, 30mM, 50mMの条件下で測定を行った。測定結果から、蛍光変化は膜電位変化とほぼ直線関係にあり、脱分極応答のみならず過分極応答もモニターできることが示された。

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

研究はスケジュールにそって順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

染色濃度など分離細胞での測定条件をつめ、機能解析に応用させる。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Optical survey of vagus nerve-related neuronal circuits in the embryonic rat brainstem.2013

    • 著者名/発表者名
      Momose-Sato, Y., Nakamori, T., Mullah, S. H.- E.-R. and Sato, K.
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 535 ページ: 140-145

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2012.12.013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of voltage-sensitive fluorescence dyes for monitoring neuronal activity in the embryonic central nervous system.2013

    • 著者名/発表者名
      Mullah, S. H.-E.-R., Komuro, R., Yan, P., Hayashi, S., Inaji, M., Momose- Sato, Y., Loew, L. M. and Sato, K.
    • 雑誌名

      The Journal of Membrane Biology

      巻: 246 ページ: 679-688

    • DOI

      10.1007/s00232-013-9584-1

    • 査読あり
  • [学会発表] Optical survey of initial expression of synaptic function in the embryonic chick trigeminal sensory nucleus.2014

    • 著者名/発表者名
      Sato, K. and Momose-Sato, Y.
    • 学会等名
      The 91st Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 発表場所
      Kagoshima
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] Homeostatic maintenance of the large-scale depolarization wave in the developing central nervous system.2014

    • 著者名/発表者名
      Momose-Sato, Y. and Sato, K.
    • 学会等名
      The 91st Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 発表場所
      Kagoshima
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] Voltage-sensitive dye imaging of neural activities in the embryonic central nervous system.2014

    • 著者名/発表者名
      Sato, K. and Momose-Sato, Y.
    • 学会等名
      JThe 91st Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 発表場所
      Kagoshima
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] Evaluation of voltage-sensitive fluorescence dyes for monitoring neuronal activity in the embryonic CNS.2013

    • 著者名/発表者名
      Mullah, S. H.-E.-R. , Komuro, R., Yan, P., Inaji, M., Urmy, J., Momose-Sato, Y., Loew, L. M. and Sato, K.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 43rd Annual Meeting
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      20131109-20131113
  • [学会発表] Membrane potential imaging during functional development of neuronal circuits in vertebrate embryos.2013

    • 著者名/発表者名
      Momose-Sato, Y. and Sato, K.
    • 学会等名
      XXXVII International Congress of Physiological Sciences (IUPS 2013)
    • 発表場所
      Birmingham, UK
    • 年月日
      20130721-20130726
    • 招待講演
  • [学会発表] Large-scale correlated wave in the embryonic mouse CNS: Development, origins and pharmacological natures.2013

    • 著者名/発表者名
      Sato, K. and Momose-Sato, Y.
    • 学会等名
      XXXVII International Congress of Physiological Sciences (IUPS 2013)
    • 発表場所
      Birmingham, UK
    • 年月日
      20130721-20130726
  • [学会発表] Effects of in ovo blockade of the spontaneous depolarization wave on functional synaptogenesis in the developing CNS.2013

    • 著者名/発表者名
      Momose-Sato, Y., Tashiro, Y. and Sato, K.
    • 学会等名
      The 36 Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      20130620-20130623

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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