ゼブラフィッシュをモデルとしたグリア細胞の生理的役割と進化的意義の研究

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ほ乳類の脳においてグリア細胞の一種アストロサイトは，神経細胞の生存や発達機能発現のためのサポートに加えて，カルシウムシグナル依存的にシナプス伝達効率や局所脳血流の制御を司る．グリア細胞の存在は多くの生物種で知られているが，ほ乳類以外の動物において，グリア細胞が成熟した神経系において脳機能の制御に積極的に関わるか否かはほとんど明らかにされていない．本研究は，ゼブラフィッシュをモデル生物として，ほ乳類のアストロサイト同様魚類のグリア細胞が，成熟した神経系においてカルシウムシグナル依存的に神経伝達や動物の行動を制御できるかを検討し，グリア細胞の役割の進化的意義を探ることを目的とする．本年度は計画通り，ゼブラフィッシュグリア細胞におけるカルシウムシグナル検出法の確立を行った．名古屋大学の小田洋一教授，谷本昌志助教の指導のもと，逆行性ラベルやサカナのライブイメージング等，基本となる手技を獲得した．遺伝子コード型カルシウム指示薬(GPCI)をグリア細胞特異的に発現するゼブラフィッシュ系統を作成するために，東島眞一准教授（生理学研究所）および川上浩一教授（遺伝学研究所）との共同研究を開始した．サカナの遺伝子組み換えに必要なベクターを入手し，本研究に特化したGPCIの改変を行った．また，本研究のもう一つの柱は，光学顕微鏡の分解能を越えた「超解像STED顕微鏡」を利用したシナプスーグリア細胞相互作用形態の観察である．そのために，STED顕微鏡の専門家であるボルドー大学のValentin Nagerl教授を招聘し，ゼブラフィッシュの脳イメージングに適用するためのアドバイスを得た．