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今年度は、感覚刺激を操作することにより、大脳皮質体性感覚野のシナプス変化を誘発する実験系を洗練した。マウスの重要な感覚器であるヒゲを除去することにより、誘発される大脳皮質感覚野神経回路の再編をarc-dVenusトランスジェニック動物マウスを用いて観察した。シナプス変化が起きている可能性の高い神経細胞は過渡的にVenusの明るい黄緑色蛍光タンパクで可視化され、エレクトロポレーション法などを用いて周辺のアストロサイト細胞は水色蛍光タンパクでラベルした。この時、アストロサイトに発現する蛍光タンパクは膜移行性にして、光学顕微鏡の解像度が許す限りアストロサイトの微小プロセスを可視化できるようにした。このように脳細胞が、蛍光ラベル化されたマウスの大脳皮質の細胞形態を二光子励起顕微鏡を用いて観察した。その結果、水色蛍光とVenusの信号の分離は容易でないことがわかった。そこで、アストロサイトのラベルにAAV9ウィルスベクターを用いて膜移行性tdTomatoを発現し、アストロサイトの微小プロセスの形態をイメージングした。これらの可視化に成功し、ヒゲ操作前後の慢性的な形態的変化を観測する礎を築くことができた。さらに、アストロサイトに光刺激によりGタンパク質共益受容体を活性化する分子を発現するトランスジェニック動物を作製し、アストロサイトカルシウム発火を任意に誘発できる実験系を確立した。
また、無麻酔で慢性的な神経回路再編を誘発する「豊かな環境」での飼育についても取り組み、海馬脳波のガンマ波に大きな変化が出ることを発見した。またこの時、錐体細胞のシナプス数にも特徴的な変化が現れることを見出し、周辺のアストロサイトの関与を示唆する結果となった。
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