高解像度光学顕微鏡によるシナプス内部構造の検出

使用高分辨率光学显微镜检测突触内部结构

• 批准号: 19650084
• 负责人: 岡部 繁男
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19650084/
• 关键词: シナプス; 全反射顕微鏡; 一分子; 光スイッチ; 足場蛋白質

中枢神経シナプスは神経細胞間の情報伝達の場であり、そこに局在する分子の分布を高い解像度で測定する事は、シナプスでの構造と機能の関連を理解する上できわめて重要である。中枢神経系の興奮性シナプスは、そのサイズが数ミクロンと小さいが、STORM顕微鏡を利用して高解像度の分子分布を知ることが出来れば、シナプス内部構造についての理解が格段に進展すると考えられる。この目的の為、前年度に引き続き以下の実験を行った。1.STORM顕微鏡によるシナプス観察 対物レンズ型の全反射顕微鏡を使用して、一分子蛍光像を取得した。光スイッチとしてはPSD95-YFP,Homer-YFP,mGluR5-YFPを使用し、これらの蛋白質を海馬の分散培養神経細胞内にアデノウィルスを、用いて発現させた。水銀ランプの紫外光により光スイッチをオンにして、一分子に由来する蛍光像を取得し、その重心位置を推定した。全ての蛍光スポットが消退した後、再度紫外光による光スイッチの活性化を行い、このサイクルを数百回反復して一分子由来の蛍光像を積算した。シナプス後部に対応する構造をSTORM法により検出することが可能となった。2.STORM法による分子位置推定法の評価 分子の位置を推定する方法として、三種類の計算方法を用いたプログラムを作成し、それぞれの方法における誤差を、シミュレーションにより解析した。ガウス分布を直接フィットすることにより中心位置を計算するプログラムを利用すると、最も精度の高い分子位置の推定が出来ることが示された。この計算方法を適用して、PSD95-YFPの分布をシナプス後部上で推定し、通常の蛍光顕微鏡法による形態との比較を行った。光学的なボケを除去した画像が得られ、通常の蛍光顕微鏡画像よりも限局した範囲にPSDの足場蛋白質が局在している可能性が示唆された。

The distribution of molecules in central nervous system is important for understanding the structural and functional relationships between neurons and information transmission fields. The excitability of the central nervous system is determined by the number of molecules in the system, the size of the molecules, the size of the molecules, and the size of the molecules. The purpose of this project is to implement the following projects in the previous year. 1. STORM micromirrors are used to obtain optical images of molecules. PSD95-YFP,Homer-YFP, mGluR5-YFP are used to express proteins in hippocampus cells. The position of the center of gravity of mercury is estimated. After the whole process of UV irradiation, the UV irradiation is activated again, and the UV irradiation is repeated hundreds of times. The STORM method is used to analyze the structure of the rear part of the body. 2. The STORM method is used to estimate the position of molecules. Three kinds of calculation methods are used to analyze the error. The distribution of molecules is directly calculated and the molecular position is estimated with the highest accuracy. This calculation method is suitable for the estimation of PSD95-YFP distribution, and the comparison of morphology with ordinary optical microscopy. The possibility of obtaining an optical micro-image and a PSD micro-image is demonstrated.

项目成果

Organization and dynamics of postsynaptic molecules.

突触后分子的组织和动力学。

• 发表时间: 2008
• 作者: Sakamoto N.;et. al.;鵜林尚靖;岡部繁男
• 通讯作者: 岡部繁男

発生期皮質における樹状突起とシナプスのリモデリング

新生皮层的树突和突触重塑

• 发表时间: 2008
• 作者: 岡部繁男

断片化Cre recombinase会合に対する二量体結合因子の促進効果と神経細胞へ|の応用に関する研究

二聚体结合因子对片段化Cre重组酶缔合的促进作用及其在神经细胞中的应用研究

• 发表时间: 2008
• 作者: 丸尾知彦;海老原達彦;佐藤映美;根東覚;岡部繁男
• 通讯作者: 岡部繁男

海馬錐体細胞と介在細胞におけるグルタミン酸作動性シナプス後部の分子構築と動態の相違

海马锥体细胞和间质细胞谷氨酸能突触后分子结构和动力学的差异

• 发表时间: 2007
• 作者: 福島宏器;池田政毅;開一夫;村井宏行;小原 道法;岡部 繁男
• 通讯作者: 岡部 繁男

Schistypal trains in healthy women predict prefrontal activation patterns during a verbal fluency task: A near-infrared spectroscopy study

健康女性的裂型训练可预测言语流利性任务中的前额叶激活模式：一项近红外光谱研究

• 发表时间: 2008
• 期刊: Neuropsychobiology 57
• 作者: Hori;H.;Nagamine;M.;Soshi;T.;Okabe;S.;Kim;Y.;and H. Kunugi
• 通讯作者: and H. Kunugi