公募研究
高精細プローブを用いた高速・高精細Ca2+イメージング法により、神経-グリア細胞連関を「同時に見る」ことで、脳情報動態におけるグリア細胞の機能の役割を解析した。特に、シナプス伝達制御に直接的大きな役割を果たしていることが予想されるアストロサイトに注目して検討を行った。神経細胞はRCaMP2又はjRGECO1a、またアストロサイトはGCaMP6fをそれぞれAAVを用いてラベルし、２光子励起レーザー顕微鏡にてイメージングを行った。観察には、海馬急性スライス標本を用いた。また、今回は特にGPCRによるアストロサイトのCa2+興奮性亢進が、神経-グリア連関に与える影響をより詳しく解析するため、実験にはアストロサイトGPCRで中心的な役割を果たすP2Y1Rをアストロサイト特異的に過剰発現させた動物を用いた。P2Y1Rのアストロサイト発現の特異性等は、確認済みである。シェーファー側枝の電気指摘により、CA1神経細胞では一過性のCa2+上昇が認められるが、これはグルタミン酸シナプス伝達に起因するものであった。このとき、近傍のアストロサイトでも大きなCa2+応答性が認められた。このアストロサイトの応答は、電気刺激から秒単位の潜時があること、P2Y1R拮抗薬により抑制を受けることから、神経細胞から放出されたATPがアストロサイトP2Y1Rに作用することで惹起されていることが明らかとなった。海馬で、ATPを介したシナプス伝達は、これまで認められてはいない。さらに、アストロサイトのCa2+興奮性の有無が、フィードバックシグナルとして神経細胞にも影響することを明らかとした。フィードバックの様式及びメカニズムは現在解析中である。以上、神経細胞の興奮性は、ATP/P2Y1Rの形でアストロサイトに伝わっていること、またそのそれが、自身の応答性に影響している可能性を、実際にイメージングで示すことが出来た。
1: 当初の計画以上に進展している
高精細プローブを用いた神経細胞及びアストロサイトのin situ同時イメージング法を開発し、その解析に成功した。当初、初年度はイメージング法の開発までと計画していたが、それを用いた生理学的な解析まで行うことができた。神経細胞からグリア細胞への伝達が存在すること、その様式が明らかになったが、その逆、つまりアストロサイトから神経細胞へのシグナルはまだ不明な点が多い。しかし、その可能性にも言及することができた。従って、当初の計画以上に進展していると言える。
高精細プローブと２光子励起レーザー顕微鏡を用いた神経細胞及びアストロサイトのin situ同時イメージング法を続ける。昨年度明らかにした、神経からグリア細胞へのシグナル伝達様式・メカニズムに続き、アストロサイトから神経細胞へのシグナル伝達様式・メカニズムを明らかにする。これにより、アストロサイトが情報伝達様式に果たす役割及びその生理的意義に関して言及できるようにする。また、本年は、アストロサイトの異常が関係する種々の病態モデルを用い、神経-アストロサイト同時イメージングにより、両者のコミュニケーションの様式とその異常を抽出する。これら研究により、神経-グリア細胞連関の生理的な役割・意義だけでなく、病態生理との関連性が抽出されることが期待できる。
すべて 2019 2018
すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (54件) (うち国際学会 25件、 招待講演 13件)
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