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標的神経回路の神経活動のみを選択的に光学的計測する分子プローブシステムの開発

开发一种分子探针系统，仅选择性地光学测量目标神经回路中的神经活动

基本信息

批准号：
15650055
负责人：
飯島敏夫
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度までの研究成果であるGFPとOxonolを利用した膜電位感受性FRETシステムを、脳スライス又はin vivoにおいて適用し、標的神経細胞のみから神経活動を計測するシステムを構築することを目的とし、膜電位感受性FRETの性状の詳細な解析と、経シナプス性発現ベクターである狂犬病ウイルスベクターの改良を行った。開発された膜電位感受性FRETの応答性を調べた結果、同FRETは100mVの膜電位変化に対し30%近い大きな蛍光変化を持ちつつ、膜電位に対する蛍光変化の直線性(直線近似におけるR^2>0.99)と、早い反応時定数(約0.5ms)を持つことが明らかなり、神経細胞への適用の可能性が示された。また、前年度までに当研究において開発された狂犬病ウイルスベクターには外来遺伝子の発現量が低いという問題点が存在したため、さらなる高発現を可能とする改良型狂犬病ウイルスベクターを、外来遺伝子の挿入位置を改変することにより実現した。新規に開発されたベクターは特に神経細胞において、従来のベクターより著しく高いGFPまたはβ-Galの発現を示した。このベクターの感染性状をin vivoで解析した結果、改良型狂犬病ウイルスベクターは狂犬病ウイルスの特徴である、経シナプス的な感染伝播様式を失っていないことが示された。また、ウイルス構成タンパク質を恒常発現する細胞株を樹立し、この細胞においてウイルスベクターの増殖を行うことにより、改変型狂犬病ウイルスベクターを高力価で得ることに成功した。最終的に、同改変型狂犬病ウイルスベクターに、膜電位感受性FRETシステムを構成するGFPを組み込み、培養神経細胞に感染させることで、神経細胞から同FRETによる膜電位依存性シグナルを得ることに成功した。これらの成果は第26回日本神経科学学会(平成16年9月、大阪)、及び第34回北米神経科学学会(平成16年10月、サンディエゴ)にて発表した。

The research results of the previous year showed that GFP and Oxonol were used to construct the membrane potential-sensitive FRET system, and the system was applied in vivo to measure the activity of target neurons. As a result of the modulation of the sensitivity of FRET to membrane potential, the membrane potential variation of FRET from 100mV corresponds to 30% of the maximum light variation, the linearity of the light variation of the membrane potential (linear approximation)(R^2>0.99), the early reflection time (about 0.5 ms), and the possibility of the application of the neuron are shown. In the past year, when the study was launched, rabies virus was detected in low and medium levels. Problem points were found in high and low levels. Modified rabies virus was detected in low and medium levels. The position of entry of foreign virus was changed. The new regulation was developed to show the development of β-Gal in neurons. The results of analysis of infectious traits in vivo show that the characteristics of modified rabies are lost in the transmission pattern of infection. The cell lines that are constantly showing up in the cell culture system are successfully established, and the cells that are growing in the cell culture system are successfully transformed into rabies. Finally, the same type of rabies, the same type of rabies. The 26th Japanese Society of Neuroscience (Osaka, September 2016) and the 34th Kitami Society of Neuroscience (Osaka, October 2016) were published.

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

光計測法による神経回路の機能的解剖

利用光学测量方法进行神经回路的功能解剖

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
電気情報通信学会誌 87
影响因子：
0
作者：
Kondo Y.;Takashima I.;広瀬秀顕
通讯作者：
広瀬秀顕

Changes in brain activation associated with use of a memory strategy: a functional MRI study

DOI：
10.1016/j.neuroimage.2004.10.033
发表时间：
2005-02-15
期刊：
NEUROIMAGE
影响因子：
5.7
作者：
Kondo, Y;Suzuki, M;Fujii, T
通讯作者：
Fujii, T

飯島敏夫: "超高速イメージングが明らかにする運動野における神経集団活動の動的変化"脳の科学. 25. 61-70 (2003)

Toshio Iijima：“超高速成像揭示运动皮层神经群活动的动态变化”《脑科学》25. 61-70 (2003)。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Takashi Tsukiura: "Time-dependent neural activations related to recognition of people's names in emotional and neutral face-name associative learning : an fMRI study."NeuroImage. 20. 784-794 (2003)

Takashi Tsukiura：“在情感和中性面孔名称关联学习中与人名识别相关的时间依赖性神经激活：一项功能磁共振成像研究。”NeuroImage。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Voltage-sensitive dye imaging of intervibrissal fur-evoked activity in the rat somatosensory cortex.

大鼠体感皮层触毛间诱发活动的电压敏感染料成像。

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Neurosci.Lett. 381
影响因子：
0
作者：
Nakao et al.;T.Yoshimura;Yamamura et al.;Yasuo et al.;Yasuo et al.;Koike Y.;Inase M.;Kondo Y.;Takashima I.
通讯作者：
Takashima I.