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2014 Fiscal Year Annual Research Report

行動動物脳深部神経回路の可視化技術の開発と神経回路の生理・病理下での安定性の研究

Planned Research

Project AreaGeneration of synapse-neurocircuit pathology
Project/Area Number 22110006
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

林 康紀  独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, チームリーダー (90466037)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2015-03-31
Keywords海馬 / 記憶 / 神経細胞集成体 / シナプス可塑性
Outline of Annual Research Achievements

脳深部シナプス回路の活動を可視化する為、カルシウムセンサー蛋白質であるGCaMPをThy-1プロモーター下流で発現するトランスジェニックマウスを作成した。このトランスジェニックマウス動物では、海馬CA1領域錐体細胞にてGCaMPが発現していた。スライスを作成し、全細胞記録をしつつ、脱分極させて活動電位を発生させた所、およそ、5-10個以上の活動電位で、有為な蛍光量の変化が認められた。このトランスジェニックマウスの海馬から二光子顕微鏡記録を行なう為、背側海馬上部の大脳皮質(頭頂葉の一部)に約2mmの穴をあけ、底にカバーガラスを貼った、金属製の筒を挿入した。それを頭蓋骨に埋め込んだ、金属板に固定した。金属板をさらに、金属柱にネジ止めする事により、二光子顕微鏡対物レンズ下に頭部を固定した。一方、マウスの体は、空気圧で浮かせた発泡スチロール球上におき、その上を自由に歩くことが出来る様にした。そして、周囲のスクリーンに仮想現実を投影した。現在のところ、麻酔下の動物で自発活動電位をカルシウム反応として記録出来る事が確認出来た。確認出来る領域は、500μm×500μmの領域であり、約500個のニューロンが含まれていた。これを解析した所、同時発火するニューロン群が認められた。今後、画像解析により自動的に発火しているニューロンを検出するプログラムを開発していく他、無麻酔下、空間学習を行ないつつある動物で、海馬ニューロンの活動を解析していく。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2015 2014

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] A Naturally Occurring Null Variant of the NMDA Type Glutamate Receptor NR3B Subunit Is a Risk Factor of Schizophrenia2015

    • Author(s)
      Matsuno H, Ohi K, Hashimoto R, Yamamori H, Yasuda Y, Fujimoto M, Yano-Umeda S, Saneyoshi T, Takeda M, Hayashi Y
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 10(3) Pages: e0116319

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0116319

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Stoichiometry and phosphoisotypes of hippocampal AMPA-type glutamate receptor phosphorylation.2015

    • Author(s)
      Hosokawa T, Mitsushima D, Kaneko R, Hayashi Y.
    • Journal Title

      Neuron

      Volume: 85(1) Pages: 60-7.

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2014.11.026

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] CaMKII: the Swiss army knife of synaptic plasticity.2014

    • Author(s)
      Kim K, Hayashi Y.
    • Journal Title

      J Physiol.

      Volume: 592(Pt 22) Pages: 4807-8

    • DOI

      10.1113/jphysiol.2014.284414

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Activation of sodium-dependent glutamate transporters regulates the morphological aspects of oligodendrocyte maturation via signaling through calcium/calmodulin-dependent kinase IIβ's actin-binding/-stabilizing domain.2014

    • Author(s)
      Martinez-Lozada Z, Waggener CT, Kim K, Zou S, Knapp PE, Hayashi Y, Ortega A, Fuss B.
    • Journal Title

      Glia

      Volume: 62(9) Pages: 1543-58

    • DOI

      10.1002/glia.22699

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synapse reorganization-a new partnership revealed.2014

    • Author(s)
      Saneyoshi T, Hayashi Y.
    • Journal Title

      EMBO J.

      Volume: 33(12) Pages: 1292-4

    • DOI

      10.1002/embj.201488619

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Structural and molecular remodeling of dendritic spine substructures during long-term potentiation.2014

    • Author(s)
      Bosch M, Castro J, Saneyoshi T, Matsuno H, Sur M, Hayashi Y.
    • Journal Title

      Neuron

      Volume: 82(2) Pages: 444-59

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2014.03.021

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] LTPにおける一過性のカルシウムシグナルの長期的生化学的変化への変換機構 Conversion mechanism of temporal Ca2+ code into persistent biochemical code during LTP2015

    • Author(s)
      Yasunori Hayashi
    • Organizer
      第92回日本生理学会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場・展示場、神戸、兵庫
    • Year and Date
      2015-03-22 – 2015-03-22
  • [Presentation] Structural and molecular remodeling of dendritic spine during LTP2015

    • Author(s)
      Yasunori Hayashi
    • Organizer
      第18回 アイセムス国際シンポジウム・第15回 国際細胞膜研究フォーラム
    • Place of Presentation
      京都大学、京都、日本
    • Year and Date
      2015-03-04 – 2015-03-04
    • Invited
  • [Presentation] Molecular mechanisms of hippocampal synaptic plasticity2014

    • Author(s)
      Yasunori Hayashi
    • Organizer
      2014 Inter-Academy Seoul Science Forum
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
    • Year and Date
      2014-11-12 – 2014-11-12
    • Invited
  • [Presentation] Quantitative view of AMPA receptor phosphorylation2014

    • Author(s)
      Yasunori Hayashi
    • Organizer
      9th FENS Forum of Neuroscience
    • Place of Presentation
      Milan, Italy
    • Year and Date
      2014-07-07 – 2014-07-07
  • [Presentation] Role of cytoskeleton in hippocampal synaptic plasticity.2014

    • Author(s)
      Yasunori Hayashi
    • Organizer
      Cold Spring Harbor Laboratory Neuronal Circuits 2014
    • Place of Presentation
      NY, USA
    • Year and Date
      2014-04-03 – 2014-04-03

URL: 

Published: 2016-06-01  

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