空間記憶に関連した海馬細胞の発火特性と遺伝子発現プロファイルの解析

点击翻译按钮获取中文摘要

本年度は、In vivo条件で発火活動を記録した神経細胞を網羅的に遺伝子発現解析する手法（Spike-seq法）の立ち上げを行った。実験法の概要は以下の通りである。まず、In vivo条件でガラス微小電極を用い、単一神経細胞の発火活動を記録する。最大で2時間記録したのち、記録電極から最適化した条件の電気パルスを印加することで、記録した細胞のみを蛍光標識する。直後に記録脳領域の急性切片を作成し蛍光顕微鏡で観察することで記録細胞を同定する。同定した細胞はガラスピペットを用いて顕微鏡下で回収し、単一細胞RNAシーケンス法により網羅的に遺伝子発現解析を行う。以上の実験法の各条件を検討することで、本手法の確立に成功した。さらに条件検討を進め、当初10％以下であった成功率を40％程度まで改善し、スループットを向上した。本手法を用いて、ウレタン麻酔下の背側海馬を標的とし、脳波と発火活動を同時に記録した48細胞を回収した。本サンプルについて、記憶に関連する海馬特有の脳波として知られているSharp Wave Ripple (SWR)に着目した解析を実施した。記録した神経細胞がSWR発生中にどのしやすいかを解析したところ、海馬に存在する神経細胞であってもその程度は非常にばらつきが存在することを見出した。今後はこれらの発火しやすさの違いと関連する遺伝子を遺伝子発現解析により探索する。さらに、候補となる遺伝子を免疫染色法やウイルスを用いて操作することで、記憶やSWRにおける役割を検証する。