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Subcellular analysis of the mechanism underlying ectopic spike generation in axon

Subcellular analysis of the mechanism underlying ectopic spike generation in axon
轴突异位尖峰产生机制的亚细胞分析
批准号：
21K06434
负责人：
神谷 温之
金额：
$2.66万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06434/
关键词：
軸索海馬サブセルラー記録

项目摘要

项目成果

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本研究では、例外的に大型の海馬苔状線維の軸索終末からサブセルラーパッチクランプによる直接記録を行い、また、苔状線維を模した最新の数理モデルに基づくシミュレーションを組み合わせ、遠位軸索における異所性スパイク発生の検証、異所性スパイクの発生部位の同定、シミュレーションによる異所性スパイクの数理モデル解析などを行う。通常の活動電位発生部位である軸索初節部ではなく、遠位軸索で活動電位が生じる、いわゆる「異所性スパイク」 について直接的に検証し、遠位軸索における異所性スパイクの発生機構について追及する。昨年度までに、カリウムチャンネルブロッカーである4-アミノピリジンの遠位軸索への局所投与による異所性スパイクのバースト発火を生じること、およびシミュレーションによる数理モデル解析で再現できることを明らかにした。本年度は、生理的条件下での軸索カリウムチャンネル阻害が異所性スパイクの発生を引き起こしうるかについて、シミュレーションを用いた検討を開始した。先行研究において海馬苔状線維に反復刺激を与えると活動電位の持続時間が延長し、苔状線維シナプスでみられる顕著なシナプス促通の一因となることが実験で示されている。これまでに構築した苔状線維モデルを用いたシミュレーションで同様の反復刺激による活動電位延長がみられることを確認した。この際に、活動電位中のカリウム電流が抑制されることから活動電位の下降相を遅延させ持続時間が延長すると考えられた。さらに、苔状軸索のカリウムチャンネルモデルの不活性化を除去したプログラムを構築し、軸索カリウムチャンネルを置換したところ、活動電位延長が完全に消失することを示した。活動電位中の脱分極によるカリウムチャンネルの不活性化の累積が反復刺激による活動電位延長の原因である可能性が示唆された。
期刊论文(13)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
海馬苔状線維シナプスの周波数促通における不活性化型カリウムチャネルの寄与に関するシミュレーション解析
失活钾通道对海马苔藓纤维突触频率促进作用的模拟分析
DOI： --
发表时间： 2023
期刊：
影响因子： --
作者： [鄭 富檬, 神谷温之]
通讯作者： 神谷温之
Computational test for the roles of potassium channel inactivation in short-term plasticity
钾通道失活在短期可塑性中作用的计算测试
DOI： --
发表时间： 2023
期刊：
影响因子： --
作者： [Minobu Ikehara, Kazuhiko Yamamuro, Yuki Noriyama, Yasuhiko Saito, Manabu Makinodan, 齋藤康彦, Kamiya Haruyuki, Kamiya H]
通讯作者： Kamiya H
軸索興奮性の活動依存的な制御機構
轴突兴奋性的活动依赖性控制机制
DOI： --
发表时间： 2023
期刊：
影响因子： --
作者： [Hossen Emran, Funahashi Yasuhiro, Faruk Md. Omar, Ahammad Rijwan Uddin, Amano Mutsuki, Yamada Kiyofumi, Kaibuchi Kozo, 神谷温之]
通讯作者： 神谷温之
Computational modeling of excitability tuning of hippocampal mossy fibers by axonal M-channels
通过轴突 M 通道调节海马苔藓纤维兴奋性的计算模型
DOI： --
发表时间： 2022
期刊：
影响因子： --
作者： [Zhao Peng, 神谷温之]
通讯作者： 神谷温之
共 12 条
    シナプス前クロライド濃度勾配の発生機構の解明
    • 批准号：
      21650093
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
    • 资助金额：
      $1.98万
    • 财政年份：
      2009
    • 负责人：
      神谷 温之
    • 依托单位：
      Hokkaido University
    光不活化法によるグルタミン酸受容体トラフィックのリアルタイム解析
    • 批准号：
      18059001
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
    • 资助金额：
      $3.14万
    • 财政年份：
      2006
    • 负责人：
      神谷 温之
    • 依托单位：
      Hokkaido University
    海馬シナプスにおける神経活動依存的な伝達物質スイッチング
    • 批准号：
      18021001
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
    • 资助金额：
      $4.86万
    • 财政年份：
      2006
    • 负责人：
      神谷 温之
    • 依托单位：
      Hokkaido University
    光分子不活化法によるシナブス機能の光操作法の開発
    • 批准号：
      18650106
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Exploratory Research
    • 资助金额：
      $2.11万
    • 财政年份：
      2006
    • 负责人：
      神谷 温之
    • 依托单位：
      Hokkaido University
    海外基金