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本年度は前年度までに開発した高性能グルタミン酸蛍光プローブと神経細胞への特異的な蛍光プローブの標識法を用いて、大脳皮質の標本においてグルタミン酸イメージングを行った。これまでに開発した複数のプローブ特異的標識法をテストした結果、神経細胞に発現させたHaloTagを介した蛍光プローブを標識する方法によって、大脳皮質の2/3層の神経細胞に蛍光プローブを選択的に標識することができた。この標本を共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察した結果、樹状突起上のスパインまで明瞭に確認できた。さらに、グルタミン酸蛍光プローブを標識した神経細胞上の樹状突起スパインの近傍への電気刺激によって近傍のプレシナプスを活性化させてグルタミン酸放出を惹起させた。この際に、共焦点レーザー顕微鏡によるタイムラプスイメージングによって単一スパインレベルの空間分解能でのグルタミン酸プローブの蛍光変化を捉えることに成功した。本研究で確立したグルタミン酸の蛍光イメージング技術によって、脳内の神経回路での興奮性シナプスの活性化をシナプスレベルの解像度で定量的に解析することが可能になり、シナプスにおける情報のコーディング機構の理解への貢献が期待できる。
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