Imaging functional synaptic plasticity during motor learning

运动学习过程中功能性突触可塑性的成像

• 批准号: 21F21113
• 负责人: 三國 貴康
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21F21113/
• 关键词: ゲノム編集; シナプス; イメージング

哺乳類の運動学習の際には、大脳運動野の神経細胞同士をつなぐシナプスの可塑性が重要とされている。しかしながら、個々のシナプスの機能的な可塑性を時間的・空間的に定量的にモニターする方法がないので、運動学習のシナプスレベルでのメカニズムはよくわかっていない。そこで本申請研究では、１）運動学習における個々のシナプスの機能的な変化をモニターする技術を新規に開発し、そのうえで、２）マウスを動物モデルに用いて運動学習のメカニズムをシナプスレベルで理解することを目指した。２０２２年度は、２０２１年度に引き続き、マウス個体の脳内で個々の興奮性シナプスの機能的な変化をモニターする新規の技術を開発することを目指した。昨年度に引き続き、シナプスの機能を定量するために興奮性シナプス伝達の担い手であるグルタミン酸受容体に着目し、当研究室で開発した生体脳内ゲノム編集・分子イメージング技術「SLENDR/vSLENDR」および最先端の化学ラベリング技術を駆使して、細胞膜表面および細胞内プールに存在する内在性のグルタミン酸受容体のGluA1、GluA2、GluN1の各サブユニットを区別して標識できるようにした。具体的には、各サブユニットをラベルするためのゲノム編集コンストラクトを子宮内電気穿孔法でマウスに投与してゲノム編集によるノックインを行い、大脳皮質でAMPA型グルタミン酸受容体およびNMDA型グルタミン酸受容体の各サブユニットが樹状突起スパインのヘッドに集積していることを確認した。また、NMDA型グルタミン酸受容体は確認できるがAMPA型グルタミン酸受容体はほとんどない、いわゆるサイレントシナプスがあるような樹状突起スパインも同定することに成功した。

The importance of motor learning in mammals and the importance of plasticity in large motor fields. The plasticity of individual functions, the quantitative plasticity of time and spaceする method がないので, motor learning のシナプスレベルでのメカニズムはよくわかっていない.そこでThis application is researching では, 1) Motor learning におけるpersonal 々のシナプスのfunctional な変化をモニターするTechnology をNew Regulations に开発し,そのうえで、2) マウスをAnimal モデルに Use いて movement to learn のメカニズムをシナプスレベルでUnderstanding することを目出した. The excitement of the year 2022, the year 2021 and the year 2021. The function of the シナプスのな変化をモニターする新码の技术を开発することを目した. Yesterday's year's に cited き続き、シナプスのfunctional をquantitative するためにexcitability シナプス伝达の䁄手 であるグルタミン acid tolerance Compiled by the author and director of the Institute of Biomedical Engineering and Biotechnology Research Laboratory, "SLENDR/vSLEND" R』The most cutting-edge chemical engineering technology, the cell membrane surface, the cell membrane surface, the intracellular structure, the existence of the inner nature, Each of the amino acid receptors GluA1, GluA2, and GluN1 is distinguished by its identification. Concrete には, each サブユニットをラベルするためのゲノム compiled コンストラクトをIntrauterine electroporation method, でマウスにinvestment and してゲノム, compiled by によるノックインを行い, large AMPA type gluconic acid receptor NMDA type gluconic acid receptorのeach サブユニットがdendritic protrusion スパインのヘッドにassemble していることをconfirmationした.また、NMDA type グルタミン acid receptor は confirmed できるがAMPA type グルタミン acid receptor はほとんどない, いわゆるサイレントシナプスがあるようなdendroid protrusion スパインも同定することに成した.

项目成果

小児神経臨床と基礎脳科学研究

小儿神经病学和基础脑科学研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Harada Sakiko;Ando Miki;Ando Jun;Ishii Midori;Yamaguchi Tomoyuki;Yamazaki Satoshi;Toyota Tokuko;Ohara Kazuo;Ohtaka Manami;Nakanishi Mahito;Shin Chansu;Ota Yasunori;Nakashima Kazutaka;Ohshima Koichi;Imai Chihaya;Nakazawa Yozo;Nakauchi Hiromitsu;Komatsu Nor;三國貴康
• 通讯作者: 三國貴康

Large-scale imaging of synaptic activity and molecular dynamics in single neurons

单个神经元突触活动和分子动力学的大规模成像

• 发表时间: 2023
• 作者: Seol Jaehoon;Lee Jaehee;Nagata Koki;Fujii Yuya;Joho Kaya;Tateoka Korin;Inoue Taiki;Liu Jue;Okura Tomohiro;Takayasu Mikuni
• 通讯作者: Takayasu Mikuni

生体脳内１細胞でのシナプス活動と内在性タンパク質の時空間的動態のイメージング

活体大脑单个细胞内源性蛋白质突触活动和时空动态的成像

• 发表时间: 2022
• 作者: 三國貴康

脳でのゲノム編集

大脑中的基因组编辑

• 发表时间: 2021
• 作者: Osaki Julia;Yamazaki Satoshi;Hikita Atsuhiko;Hoshi Kazuto;Mikuni Takayasu
• 通讯作者: Mikuni Takayasu

生体脳内ゲノム編集による脳組織内１細胞での分子イメージング

使用体内脑基因组编辑对脑组织中的单个细胞进行分子成像

• 发表时间: 2022
• 期刊: ブレインサイエンス・レビュー
• 作者: K. Sun;K. Sagisaka;L. Peng;H. Watanabe;F. Xu;R. Pawlak;E. Meyer;Y. Okuda;A. Orita;S. Kawai;三國貴康
• 通讯作者: 三國貴康