STORM顕微鏡を用いた網膜リボンシナプスにおける神経伝達機構の解明

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視覚情報は網膜の視細胞で電気信号に変換された後、双極細胞を経て神経節細胞に伝達される。視細胞や双極細胞の神経終末部には、神経伝達物質グルタミン酸を含むシナプス小胞を多数繋留するシナプスリボンという特殊構造があり、光刺激に対する持続的応答を可能にしている。このシナプス部位（リボンシナプス）に局在するシナプス関連分子群が見いだされてきたが、各分子の詳細な位置関係には不明点が多い。本研究は、20 nmの超高解像度を持つSTORM顕微鏡を用い網膜リボンシナプス関連分子群の位置関係を同定する。更に、視覚障害モデルでそれらの位置関係がどのように変化するか解析する。これらにより、網膜リボンシナプスにおける神経伝達の動作機序を解明することを本研究の目的とする。令和2年度研究成果：① 落射型顕微鏡による網膜リボンシナプス関連分子に対する抗体の最適化を継続し、超解像顕微鏡による観察への準備を整えた。② 生理的条件下におけるシナプスリボン、カルシウム流入部位、グルタミン酸放出部位の相互位置関係を把握するために、キンギョ網膜Mb1型双極細胞軸索終末部においてローダミン系蛍光色素（5-tetramethylrhodamine-5-iodoacetamide dihydroiodide, 5-TMRIA）をコンジュゲートしたCtBP結合ペプチドによりシナプスリボンを標識した上で、蛍光カルシウム色素（Fluo-4FFやRhod-FFなど）によりカルシウム流入部位、蛍光グルタミン酸色素（enhanced glutamate optical sensor, eEOS）によりグルタミン酸放出部位を同定した。その結果、カルシウム流入部位、グルタミン酸放出部位ともにシナプスリボンに近接していることが確認された。