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2016 年度 実績報告書

多色カルシウム指示遺伝子を用いたグリア・神経細胞活動相関の可視化

公募研究

研究領域グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態
研究課題/領域番号 16H01328
研究機関東京大学

研究代表者

尾藤 晴彦  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (00291964)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード脳・神経 / グリア / カルシウム
研究実績の概要

グリア細胞では、従来は、活動が乏しいとされてきたが、最近の知見により、神経活動と連動した、電気的活動やカルシウム応答があることが示唆されている。しかし、神経活動とグリア活動の同時可視化は、技術的困難からまだ十分検討されていない。本研究では、これまでに開発を進めてきた多色Ca2+インディケーターを活用し、異なる色のCa2+インディケーターを神経細胞終末・ポストシナプス・グリア細胞などに特異的に発現させる技術の確立を試みる。平成28年度には、まず、多色・高速・線形Ca2+インディケーター各種を、アストロサイト特異的GFAPプロモータを含む、様々なプロモータの下流で発現するAAVウィルスベクター等を開発し、その実用性を検証した。つづいて、シナプス前・後における2重活動測定を実現するための予備的検討を実施した。緑・赤色、黄・赤色、緑・黄色の2重イメージングについて、1光子・2光子でのイメージングにおける最適化を進めた。プレ・ポストの同時イメージング条件を確立した上で、さらに、3色目のインディケーターをシナプス周辺のアストロサイトに発現するための技術的検討を実施した。
これに加え、シナプス酵素反応をYellow-to-Red FRETインディケーターにより可視化し、グリア細胞の活動動態を基底時蛍光の高い青色Ca2+インディケーターを指標に計測する、などの新規イメージング法についても、検討を進めているところである。

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

当初研究計画に基づき、グリア細胞における新規カルシウムセンサーの発現条件検討や同時可視化が順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

最終年度において、研究計画に従い、グリア活動と神経活動の同時可視化法の確立を進めて行く。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Calmodulin kinases: essential regulators in health and disease.2017

    • 著者名/発表者名
      Takemoto-Kimura S, Suzuki K, Horigane SI, Kamijo S, Inoue M, Sakamoto M, Fujii H, Bito H.
    • 雑誌名

      J Neurochem.

      巻: ー ページ: -

    • DOI

      doi: 10.1111/jnc.14020.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous fast measurement of circuit dynamics at multiple sites across the mammalian brain.2016

    • 著者名/発表者名
      Kim CK, Yang SJ, Pichamoorthy N, Young NP, Kauvar I, Jennings JH, Lerner TN, Berndt A, Lee SY, Ramakrishnan C, Davidson TJ, Inoue M, Bito H, Deisseroth K.
    • 雑誌名

      Nat Methods.

      巻: 13 ページ: 325-328

    • DOI

      doi: 10.1038/nmeth.3770.

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Multiplex imaging of neural activity and signaling dynamics.2016

    • 著者名/発表者名
      Bito H.
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia (Probing Neural Networks with Light: Imaging Structure & Function in the Living Brain)
    • 発表場所
      Suzhou, China
    • 年月日
      2016-10-17 – 2016-10-21
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multiplex imaging of neural activity and signaling dynamics.2016

    • 著者名/発表者名
      Bito H
    • 学会等名
      Institute of Neuroscience Minisymposium
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2016-10-17
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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