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オリゴデンドロサイトは髄鞘を形成する細胞で、これまで神経活動依存的に髄鞘化することが知られている。これまで私たちはオリゴデンドロサイトが神経活動依存的に髄鞘化する分子メカニズムを示し、さらに軸索との結合様式を明らかにしてきた。本研究ではこの神経活動依存的髄鞘化を担う、オリゴデンドロサイトの活動を生体で可視化するとともに、その髄鞘を構成する脂質成分を捉えるべく研究を行った。
１．生体でオリゴデンドロサイトおよびその前駆細胞を可視化するために、PLPプロモーターの下流にカルシウム感受性蛍光タンパク質がテトラサイクリン依存的に発現するマウスを用いて、これを2光子顕微鏡によって生体覚醒下で可視化した。神経細胞活動を操作するために覚醒下、麻酔下の2条件で比較した。細胞体のカルシウム上昇頻度はオリゴデンドロサイトおよびその前駆細胞すべての例において覚醒下氏比して麻酔下では有意に低下した。さらにその突起の活動も有意に低下することを明らかにした。一方でDREAAD法を用いて神経細胞活動を上昇させたところ細胞体の活動は大きく変化せず、突起活動は突起によるバリエーションを認めた。この中からカルシウム上昇が高頻度に起こる部位をホットスポットと定義し、ホットスポットにおけるカルシウム上昇頻度が有意に上昇するのを認めた。またこのホットスポットが学習などの負荷によって高頻度にターンオーバーすることがわかり、現在結果をまとめている。またこのような髄鞘は脂質で構成されていることが知られている。このような脂質変化を神経回路活動の変化と結びつけるため、マウスにレバー引き水報酬学習を行わせ、神経細胞集団の活動を可視化した後、質量分析顕微鏡で脂質成分の変化を検出し、その相関を得られることができた。
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