超解像イメージングによるスパインシナプスの動態解析

使用超分辨率成像对脊柱突触进行动态分析

• 批准号: 20K15892
• 负责人: 柏木 有太郎
• 金额: $ 2.08万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K15892/
• 关键词: シナプス; 超解像顕微鏡; 神経細胞; 神経科学; イメージング; 細胞生物学; 超解像技術

興奮性シナプス後部構造であるスパインは、記憶・学習といった可塑的刺激に伴って変化する脳の記憶素子であると考えられている。シナプスの機能を調べるためにスパインの形態イメージングが行われるが、スパインはミクロンスケールの小さな突起でありその大きさや構造を正確に捉えることは従来の光学顕微鏡の分解能では難しい。本年度は、特にスパインの微細動態とシナプスの安定性との関わりを検証するために、特に生きた動物に適応する技術開発に取り組み、これまで確立してきた超解像イメージング技術を発展させて大きく以下の２つの基盤技術を確立した。1. in vivo 二光子顕微鏡観察を行った後で同一シナプスを固定後に超解像イメージングする手法の確立これまでの二光子-超解像相関顕微鏡観察手法では、対物レンズの収差や作動距離の問題で脳表からごく浅い領域でしか十分な分解能の顕微鏡観察が難しかった。本年度は300μm以上の厚い標本を膨張させる実験条件を最適化し、長作動距離の対物レンズと組み合わせることで、皮質2/3層の錐体細胞の頂上樹状突起から規定樹状突起までを高解像度で観察する条件を確立した。この手法とin vivo二光子顕微鏡観察を組み合わせ、生きた動物で撮影した樹状突起を膨張した組織標本中で再同定することに成功した。2. エングラム細胞のスパインシナプスを超解像イメージングする手法の確立本年度は前述した厚い標本を膨張させる技術、また前年度までに確立したエングラム細胞とその細胞形態を標識する技術を組み合わせを実施した。これにより、非エングラム細胞とエングラム細胞を同定しつつ、それぞれの細胞の100以上のスパインシナプスを定量的な解析を行った。

In the back of the study, there are plastic stimuli in the back of the brain. The machine is able to make sure that the optical micrometer is used to analyze the decomposition energy of the optical microscope. it is necessary to make sure that the optical micrometer is used to analyze the energy. This year, we need to learn more about the safety and stability of this year. This year, we need to improve the stability of the system. This year, we need to make sure that we are going to be able to do this. 1. In vivo two-photon micro-sensor observation line after the same device is fixed, the super-solution is used to make sure that the two-photon detection technique is correct, the two-photon detection technique is correct, and the difference between the two photons and the object is detected. The distance between the two photons is very high in the field. This year, the thickness of the label is more than 300 μ m. In this year, the conditions are optimized, long-distance operation, high resolution, and high resolution. The in vivo two-photon micrograph is used to observe the combination of the two-photon micrograph, the micrograph of the raw material, the protuberance, and the expansion of the tissue marker to determine the success of the tissue. two。 In the current year, the above-mentioned information standard is used to expand the information technology, and in the previous year, it is necessary to make sure that the information technology is expanded in the previous year, and that in the previous year, it is necessary to make sure that the information technology and the information technology system of the previous year. The quantitative analysis of the number of cells is the same as that of the cells, which is more than 100%.

项目成果

Computational geometry analysis of dendritic spines using the super-resolution technique

使用超分辨率技术对树突棘进行计算几何分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 柏木有太郎;岡部繁男
• 通讯作者: 岡部繁男

自閉症マウスの皮質錐体神経細胞の形態学的解析

自闭症小鼠皮质锥体神经元的形态学分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 寺嶋 宙;柏木有太郎;中澤敬信;岡部繁男
• 通讯作者: 岡部繁男

大脳皮質錐体ニューロン解析のための生体内二光子顕微鏡と膨張顕微鏡を用いた相関顕微鏡手法の開発

开发使用体内双光子显微镜和扩展显微镜分析大脑皮层锥体神经元的关联显微镜方法

• 发表时间: 2022
• 作者: 柏木 有太郎;遠藤 雅瑛;寺嶋 宙;岡部 繁男
• 通讯作者: 岡部 繁男

Correlative two-photon and high-resolution fluorescent microscopy of dendritic spines of cortical pyramidal neurons

皮质锥体神经元树突棘的相关双光子和高分辨率荧光显微镜

• 发表时间: 2021
• 作者: 柏木有太郎;寺嶋宙;遠藤雅瑛;岡部繁男
• 通讯作者: 岡部繁男

柏木有太郎, 湊原圭一郎, 岡部繁男

柏木佑太郎、凑原庆一郎、冈部繁雄

• 发表时间: 2022
• 作者: 柏木有太郎;岡部繁男;3D-morphological analysis of dendritic spines of memory-relating neurons using the super-resolution technique
• 通讯作者: 3D-morphological analysis of dendritic spines of memory-relating neurons using the super-resolution technique