新しいインビボ可視化パッチクランプ法の開発による覚醒マウスにおけるホールセル記録

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覚醒状態の丸ごとの動物の脳において活動中の神経細胞からパッチクランプ記録を行うための新しい方法の開発を行う。従来、動物個体におけるパッチクランプ記録は、主に麻酔下の動物で行われてきたが、神経活動に対する麻酔薬の影響が無視できないことから、覚醒状態でパッチクランプ記録を行う方法の確立が望まれている。本研究で提案する方法では、まず、細胞外領域に蛍光色素を導入し、2光子励起顕微鏡で脳内の神経細胞を"影"として可視化する。脳内の細胞外領域への蛍光色素の導入方法としては、パッチクランプ電極の内液に蛍光色素を含めておき、僅かな陽圧を電極にかけるだけで良く、細胞の蛍光標識や蛍光色素を前もって注入するなどの前処理を一切必要としない、非常に簡便な方法である。可視化された細胞に記録電極を近づけることで、目的の細胞からパッチクランプ記録を行うことを可能にした。今年度は、この方法を用いて、無麻酔のマウス小脳においてプルキンエ細胞を可視化してパッチクランプ記録を行った。その結果、麻酔下での記録と同程度の約7割の成功率でパッチクランプ記録を行うことが可能となった。また、単に成功率が向上しただけでなく、従来一般的に行われている生体内パッチクランプ法に比べて、安定な記録を長時間(>30分)保持できることを可能にした。また、無麻酔覚醒状態のマウスに、自然刺激を与えたときのシナプス入力および活動電位出力を計測できることも分かった。