• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2012 年度 実施状況報告書

機能的イメージングと3次元再構築法による小脳皮質における情報処理機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 24500476
研究種目

基盤研究(C)

研究機関埼玉大学

研究代表者

道川 貴章  埼玉大学, 脳科学融合研究センター, 特任准教授 (90282516)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード国際情報交換
研究概要

アデノウイルス注入法によりプルキンエ細胞特異的に蛍光カルシウムセンサータンパク質を発現させたマウスを用いて、二光子励起レーザー顕微鏡によるカルシウムイメージングおよび細胞外記録を同時に行い、登上線維入力によりプルキンエ細胞で生じる1回の複雑スパイクの発生を、測定されたカルシウムシグナルからデコンボルーション処理を施すことで精度良く検出できることを見出した。また、測定した個々のプルキンエ細胞のカルシウムシグナルの相互相関を計算することにより、小脳皮質上で相関した発火パターンを示すプルキンエ細胞群から成るマイクロゾーンの可視化を行った。マウスの頭部固定用装置を新たに作成し、麻酔下のみならず覚醒したマウスの小脳からプルキンエ細胞のカルシウムシグナルを検出可能な実験装置を構築した。さらに蛍光カルシウムセンサータンパク質を発現させたマウスから全脳を抽出し、パラフォルムアルデヒド固定の後にScale試薬により透明化を施し、二光子励起レーザー顕微鏡もしくはコンフォーカル顕微鏡を用いて蛍光観察することで、プルキンエ細胞の軸索を含む形態を測定可能であることを明らかにした。今後、体性感覚入力や歩行運動に伴い発火頻度が変化するプルキンエ細胞の活動を計測し、その後同一個体から単離した脳を透明化しプルキンエ細胞の形態を観察することで、本研究課題の当初の目的である体性感覚入力や歩行運動に関与する小脳皮質の機能的回路の全容の解明を目指す。

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

今回新たに行った透明化単離脳の蛍光イメージングにより、蛍光カルシウムセンサータンパク質を発現させたプルキンエ細胞の軸索を含む形態観察が可能であることがわかった。この結果をもとに、今後3次元画像取得条件の最適化、および測定された蛍光画像から任意のプルキンエ細胞の軸索を正確にトレースするためのデータ解析方法の確立を試みる。

今後の研究の推進方策

自発発火に相関を示す同じマイクロゾーン内に存在するプルキンエ細胞、およびヒゲに対する応答や歩行運動に伴い発火が上昇するプルキンエ細胞群を二光子イメージングにより同定し、観測後同一個体から摘出した全脳をScale試薬により透明化し、それぞれのプルキンエ細胞の投射先をトレースすることにより、神経回路の機能的回路を明らかにする。

次年度の研究費の使用計画

主に消耗品代および旅費として使用する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Optimal microscopic systems for long-term imaging of intracellular calcium using a ratiometric genetically-encoded calcium indicator2013

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto A, Bannai H, Michikawa T, Mikoshiba K.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2013.02.112

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cooperative and stochastic calcium releases from multiple calcium puff sites generate calcium microdomains in intact Hela cells2012

    • 著者名/発表者名
      Nakamura H, Bannai H, Inoue T, Michikawa T, Sano M, Mikoshiba K.
    • 雑誌名

      J Biol Chem

      巻: 287 ページ: 24563-24572

    • DOI

      10.1074/jbc.M111.311399

    • 査読あり
  • [学会発表] In vivo calcium dynamics in cerebellar Purkinje cell dendrites2012

    • 著者名/発表者名
      Michikawa, T., Miyawaki, A., Kakei, S., Hausser, M., Itohara, S. and Nakai, J.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      20121013-20121017
  • [学会発表] Cell-type selective wide-field calcium imaging, combined Yellow Cameleon 2.60 Tg mice and macromicroscopy2012

    • 著者名/発表者名
      Kuroki, S., Michikawa, T., Tsutsui, H., Manita, S., Shimozono, S., Murayama, M., Miyawaki, A. and Itohara, S
    • 学会等名
      Molecular and Cellular Cognition Society
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      20121011-20121012
  • [学会発表] Establishment of transgenic mice expressing calcium sensor Yellow Cameleon 2.60 and applications to analysis of the thalamocortical pathway2012

    • 著者名/発表者名
      Kuroki, S., Michikawa, T., Manita, S., Tsutsui, H., Shimozono, S., Murayama, M., Miyawaki, A. and Itohara, S
    • 学会等名
      日本神経科学会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      20120918-20120921

URL: 

公開日: 2014-07-24  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi