線条体ネットワークの状態遷移に対する自発カルシウムリズムの寄与

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23590255
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生理学一般
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 小山内 実 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90286419)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: カルシウム振動 / 大脳基底核 / カルシウムイメージング / 代謝型グルタミン酸受容体 / IP3 受容体 / ニューロン・グリア相互作用 / パーキンソン病 / 細胞間相関

研究概要

Ca2+ は重要なシグナル伝達分子である。線条体ニューロンとアストロサイトの双方で遅い自発 Ca2+ リズムを発見した。IP3 受容体、mGluR5 の阻害により Ca2+ リズムは阻害された。つまり、mGluR5-IP3 信号伝達経路が Ca2+ リズムに寄与している。この自発 Ca2+ リズムはニューロン・アストロサイトを含む多細胞間で同期していた。従って、Ca2+ リズムはニューロン-グリア相互作用に関連している可能性がある。また、シミュレーションにより、Ca2+ リズムが Ca2+ 依存性 K+ チャネルを介して、線条体の投射ニューロンの発火特性を変化させることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Both neurons and astrocytes exhibited tetrodotoxin-resistant metabotropic glutamate receptor-dependent spontaneous slow Ca^<2+> oscillations in striatum (2014)
  • 著者名/発表者名: Tamura A, Yamada N, Yaguchi Y, Machida Y, Mori I, Osanai M
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 9(1) ページ: e85351
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0085351
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a micro-imaging probe for functional brain imaging (2013)
  • 著者名/発表者名: Osanai M, Suzuki T, Tamura A, Yonemura T, Mori I, Yanagawa Y, Yawo H, Mushiake H
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: 75 ページ: 46-52
  • DOI: 10.1016/j.neures.2012
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大脳基底核線条体における自発カルシウム濃度変化によるカルシウムストア依存性チャネルの開口-Mn2+造影MRIに向けた検討- (2012)
  • 著者名/発表者名: 菊田里美, 田村篤史, 菊地琴美, 柳川右千夫, 森一生, 小山内実
  • 雑誌名: 東北大学医学部保健学科紀要 巻: 21 ページ: 77-86
  • URL: http://ir.library.tohoku.ac.jp/re/bitstream/10097/54391/1/1348-8899-2012-21%282%29-77.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spontaneous calcium changes in striatal cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Osanai M, Yaguchi Y, Yamada N, Oboshi F, Yagi T
  • 雑誌名: Electronics and Communications in Japan 巻: 94(7) ページ: 43-52
  • DOI: 10.1002/ecj.10242
  • 査読あり
• [学会発表] Metabotropic glutamate receptor-dependent slow Ca^<2+> oscillations in striatal neurons and astrocytes (2014)
  • 著者名/発表者名: Tamura A, Yamada N, Yaguchi Y, Osanai M
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 20140316-18
• [学会発表] Visualization of the brain state using calcium imaging useful for the drug screening (2014)
  • 著者名/発表者名: Osanai M
  • 学会等名: 6th International Conference on Drug Discovery and Therapy
  • 発表場所: Dubai, UAE
  • 年月日: 20140210-12
• [学会発表] Cortical activity regulates the tetrodotoxin-resistent slow Ca^<2+> oscillation in the striatum (2013)
  • 著者名/発表者名: Osanai M, Tamura A, Yamada N, Yaguchi Y, Oboshi F
  • 学会等名: The sixth International Neural Microcircuit Conference "Functional Mechanism of Cortical Microcircuit"
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 20130624-26
• [学会発表] Multicellular synchrony of the mGluR5-PLC-IP3 pathway dependent spontaneous Ca^<2+> rhythms in the striatum (2013)
  • 著者名/発表者名: Tamura A, Yamada N, Yaguchi Y, Machida Y, Mori I, Osanai M
  • 学会等名: Neuro2013
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20130620-23
• [学会発表] Slow calcium oscillation in striatum (2013)
  • 著者名/発表者名: Osanai M
  • 学会等名: 第90回日本生理学会大会シンポジウム「基底核・辺縁系のリズムと持続」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130327-29
• [学会発表] Involvement of the store operated calcium channels in the spontaneous calcium transients in striatal GABAergic neuron (2013)
  • 著者名/発表者名: Kikuta S, Yanagawa Y, Mori I, Osanai M
  • 学会等名: 第90回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130327-19
• [学会発表] Both neurons and astrocytes in striatum exhibited the long-lasting Ca 2+ rhythms triggered by mGluR5-IP3 pathway (2012)
  • 著者名/発表者名: Tamura A, Yamada N, Yaguchi Y, Machida Y, Mori I, Osanai M
  • 学会等名: 2012 Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 20121013-17
• [学会発表] Long-lasting spontaneous Ca 2+ rhythms in astrocytes and GABAergic neurons in striatum (2012)
  • 著者名/発表者名: Tamura A, Yamada N, Yaguchi Y, Machida Y, Mori I, Yanagawa Y, Osanai M
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] Long lasting spontaneous Ca^<2+> rhythms in striatal GABAergic neuron (2012)
  • 著者名/発表者名: Tamura A, Yamada N, Yaguchi Y, Yanagawa Y, Machida Y, Mori I, Osanai M
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 松本
  • 年月日: 20120329-31
• [学会発表] Metabotropic glutamate receptor type 5 contributes to the spontaneous Ca^<2+> rhythms in the striatal neurons and astrocytes (2011)
  • 著者名/発表者名: Tamura A, Yamada N, Yaguchi Y, Machida Y, Mori I, Osanai M
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20110914-17
• [学会発表] カルシウムイメージングによる神経活動の可視化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小山内実
  • 学会等名: 平成23年度生理学研究所研究会「大脳皮質局所回路の機能原理」
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2011-12-01
• [備考]
  • URL: http://www.rii.med.tohoku.ac.jp/
• [産業財産権] 細胞内イオンイメージング法、生体サンプルの細胞への細胞内イオンイメージング用色素の導入方法及び細胞内イオンイメージング用色素導入用容器 (2012)
  • 発明者名: 小山内実
  • 権利者名: 国立大学法人東北大学
  • 産業財産権種類: 特許特開2013-215114
  • 公開番号: 特開2013-215114
  • 出願年月日: 2012-04-05
  • 外国