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2017 年度 実績報告書

大脳皮質神経細胞へのシナプス入力の定量的解析

研究課題

研究課題/領域番号 25290012
研究機関生理学研究所

研究代表者

窪田 芳之  生理学研究所, 基盤神経科学研究領域, 准教授 (90192567)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2018-03-31
キーワードシナプス / 大脳皮質 / 錐体細胞 / 棘突起 / 樹状突起 / 電子顕微鏡 / 3次元再構築 / 視床
研究実績の概要

本研究では、大脳皮質の各種の錐体細胞と非錐体細胞に入力する神経終末(錐体細胞からの興奮性入力、視床からの興奮性入力、非錐体細胞からの抑制性入力)の分布様式を詳細に検討した。
本研究のまとめとして、本年度は、申請書に記載した実験である抑制性シナプスと興奮性シナプスが同時に入力している棘突起(dually innervated spine: DiS)の興奮性シナプスは、視床のどの核由来の興奮性神経かを解析する研究を本格的に開始した。
Membrane-targeted palmitoylation site-attached green fluorescent protein を発現させたアデノ随伴ウイルスベクター(AAV-palGFP)を視床核に感染させ、それらの細胞の軸索を電子顕微鏡観察のための処理をしたのち、自動テープ回収型ウルトラミクロトーム(ATUM)で超薄切片を作成し、走査型電子顕微鏡(SEM)で観察解析した。視床吻側腹側核(VA核)由来の神経終末をこれまで20個ほど観察したがいずれもDiSには入力をしていないことを確認した。今後は、AAV-palGFPをそれ以外の視床核である外側腹側核(VL核)や内側腹側核(VM核)に選択感染させ、同様の実験解析を進める予定である。なお、このATUM-SEMを使った解析方法を確立させるために多くの予備実験を行い、本格的に稼働できるようになった。その成果をNature Communicationsに報告した。
本研究により大脳皮質のマイクロサーキットの機能構築の一部を明らかにできた成果は、今後の皮質の動作原理の解析に十分な貢献をしたと考えている。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Max Planck Institute/Carl Zeiss Microscopy(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Max Planck Institute/Carl Zeiss Microscopy
  • [雑誌論文] A carbon nanotube tape for serial-section electron microscopy of brain ultrastructure2018

    • 著者名/発表者名
      Kubota Y, Sohn J, Hatada S, Schurr M, StraehleJ, Gour A, Neujahr R, MikiT, Mikula S, Kawaguchi Y
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 ページ: 437

    • DOI

      10.1038/s41467-017-02768-7

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] A novel conductive material for ATUMtome tape -Carbon Nanotube-2017

    • 著者名/発表者名
      Kubota Y
    • 学会等名
      Max Planck/HHMI Connectomics Conference Berlin 2017 シンポジウム
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ATUMtome 用の新開発テープと高解像画像用組織処理法2017

    • 著者名/発表者名
      窪田芳之、孫在隣、畑田小百合、川口泰雄
    • 学会等名
      第73回日本顕微鏡学会学術集会シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] A novel tape for ATUMtome and high resolution electron microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Kubota Y, Sohn S, Hatada S, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
  • [学会発表] The Diversity of Cortical Inhibitory Synapses2017

    • 著者名/発表者名
      Kubota Y, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      The 48th NIPS International Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A conductive novel tape material and a new staining protocol for volume electron microscopy applications2017

    • 著者名/発表者名
      Kubota Y, Sohn S, Hatada S, Schurr M, Straehle J, Gour AG, Neujahr R, Mikula S, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      47th Annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 国際学会
  • [図書] ライフサイエンス顕微鏡学ハンドブック/各種電子顕微鏡による連続画像撮影2018

    • 著者名/発表者名
      山科正平、高田邦昭責任編集、窪田芳之 他著
    • 総ページ数
      344(執筆した章のページ 287-294)
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      978-4-254-31094-8
  • [備考] カーボンナノチューブで電子顕微鏡神経回路観察法に革命! -マウス全脳の神経回路構造解明へ一歩前進-

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/release/2018/02/post_358.html

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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