神経細胞の樹状突起の「かたち」が果たす機能的役割の膜電位イメージング解析

神经元树突形状所起功能作用的膜电位成像分析

基本信息

  • 批准号:
    22KJ1851
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.09万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2023-03-08 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

神経細胞の樹状突起は多数の枝分かれをもち、そこに他細胞から情報を受容するシナプスが無数に形成される。本研究では、神経細胞樹状突起のその特徴的な「かたち」が生み出す機能的役割の解明に焦点を当てて研究を行っている。本年度においては新規技術「細胞膜電位の蛍光イメージング」を用いて発見した、培養海馬神経細胞において「興奮性シナプス入力が神経細胞樹状突起で伝播方向依存的に異なった修飾を受ける」という新しい現象の分子メカニズムについて調べた。具体的には、様々な電位依存性イオンチャネルを薬理操作により阻害し、膜電位蛍光イメージングとスポットレーザー光によるケージドグルタミン酸の局所光活性化を組み合わせ、シナプス入力がどのように樹状突起内を伝播するかを時空間的に解析した。その結果、電位依存性Naチャネル及びK-ClトランスポーターKCC2が興奮性入力の樹状突起末端方向へ伝播する時の増幅に重要であることが分かった。さらに、KCC2がメカニズムとして寄与するしくみの究明を目指し、パッチクランプ記録を樹状突起に適用して樹状突起の静止膜電位を測定した。そして驚くべきことに、樹状突起では細胞体に比べ静止膜電位がより深いことも分かった。この傾向はKCC2を阻害した際に消失したため、樹状突起の深い静止膜電位は樹状突起の細胞内Clイオン濃度が低く抑えられていることにより作られることが示唆された。このKCC2が作る細胞内での低いClイオン濃度が興奮性入力の非対称な伝播時修飾の一因だと予想される。これらの実験結果はこれまで知られていない海馬神経細胞の情報処理機構の発見に相当すると考えている。
The dendrites of neurons are formed from numerous branches, which receive information from other cells. This study focuses on the understanding of the characteristics of dendritic processes and their functions. This year, a new technology,"Cell membrane potential modulation," was developed and used to culture hippocampal neurons."Excitatory factors are introduced into the dendrites of neurons, and different modifications are affected by propagation direction." Specific potential dependence of the photoactivation of the photoactive molecules in the molecular process, such as resistance, membrane potential, photoactivation, photo The results show that the potential-dependent Na ~(2 +) and K ~(2 +) ions are important for increasing the amplitude of the excitation force and the direction of the dendrites. KCC2 is a new type of dendritic cell. It can be used to measure the resting membrane potential of dendritic cells. The cell body of the dendritic process is located in the center of the cell body. The tendency of KCC2 to be inhibited is to disappear, dendrites to be inhibited, and dendrites to be inhibited. The low Cl concentration in KCC2 cells is responsible for the excitation of stress and for the non-reciprocal modification of KCC2. The results of this study indicate that the information processing mechanism of hippocampal neurons is related to the development of brain cells.

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
海馬神経細胞における樹状突起内での興奮性及び抑制性シナプス入力の独自修飾
海马神经元树突内兴奋性和抑制性突触输入的独特修饰
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    森田 雅登;川口 真也
  • 通讯作者:
    川口 真也
Cl-dependent asymmetric propagation of excitatory synaptic inputs in hippocampal neuronal dendrites
海马神经元树突中兴奋性突触输入的 Cl 依赖性不对称传播
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Masato Morita;Shin-ya Kawaguchi
  • 通讯作者:
    Shin-ya Kawaguchi
海馬神経細胞での細胞内Cl-濃度に依存した興奮性シナプス入力修飾
海马神经元细胞内 Cl 浓度依赖性兴奋性突触输入修饰
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    森田 雅登;川口 真也
  • 通讯作者:
    川口 真也
海馬神経細胞の樹状突起における低Cl-濃度依存的な興奮性入力の非対称調節
兴奋性输入的不对称调节依赖于海马神经元树突中的低氯离子浓度
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    森田 雅登;川口 真也
  • 通讯作者:
    川口 真也
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