大脳棘シナプスと分泌現象の2光子顕微鏡による研究

双光子显微镜研究大脑脊柱突触和分泌现象

• 批准号: 21240026
• 负责人: 河西 春郎
• 金额: $ 9.32万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21240026/
• 关键词: 生物・生体工学; シグナル伝達; 生理学; 糖尿病; 脳・神経

光刺激法を中心とした2光子顕微鏡法の開拓を目的として、以下(1)～(5)の研究を推進した。(1)光刺激によるシナプス可塑性誘発法の系統的開拓、(2)スパイン収縮・除去の分子基盤の可視化、(3)個体動物における光によるシナプス可塑性誘発法の開発、(4)精神障害モデル動物におけるスパイン運動異常の可視化の開発、(5)シナプス前終末・開口放出機構の可視化手法の開拓。このうち、(1)～(3)の研究を特に中心的に推進し、多様な知見の蓄積を得た。(1)では、マクロアンケイジング法で多数のスパインを光刺激して収縮を誘発させる手法により、スパインの除去・新生を含む多様な可塑性を光刺激で誘発する技術をスライス標本で観察し、知見を蓄積した。これにより、スパイン収縮、除去および新生を自由に誘発する可能性を開拓した。(2)では、光で活性化する低分子量G蛋白質Rac(PA-Rac)等を用いて、スパイン収縮・除去の分子基盤の可視化を試み、知見を蓄積した。これにより、大筋解明されていないスパイン頭部収縮や除去を起こすカルシウム濃度分布を明らかにし、各可塑性の最適誘発条件を解明する可能性を開拓した。(3)では、スパイン頭部増大、収縮、除去、生成などの可塑性をin vivoで効率よく誘発し、定量化する手法に関する知見を蓄積した。これにより、大脳各領域や変異動物における可塑性の特徴を明らかにし、シナプス可塑性と神経細胞・個体機能への影響を解明する可能性を開拓した。以上のように、我々は、シナプス可塑性の網羅的解析および開口放出現象の独自な研究手法を継続して開発した。本研究の推進により、2光子励起顕微鏡の技術を一層増強・発展させ、この方法論の広い利用を通じて、医学・生物学分野に貢献する基盤を整えた。

The study of the optical stimulation method and the development of the photon microscopy method is progressing. (1)Development of a system for photostimulation plasticity induction;(2) visualization of molecular substrates for photostimulation contraction and removal;(3) development of photostimulation plasticity induction in individual animals;(4) development of visualization of abnormal motor behavior in psychologically impaired animals;(5) development of visualization techniques for photostimulation preterminal and open-release mechanisms. (1)~(3) The research center of the special center is promoted, and the accumulation of multiple knowledge is obtained. (1)The method of photostimulation, photostimulation, and induction of most of the species, the method of removal, and the technique of photostimulation and induction of multiple species, including multiple species plasticity, are used to detect and accumulate knowledge. The possibility of new life is explored. (2)The low molecular weight G protein Rac(PA-Rac), which is activated by light, is used in the visualization of the molecular matrix, and the accumulation of knowledge. To explore the possibility of understanding the optimal induction conditions for plasticity, the concentration distribution of the protein was determined. (3)For example, increase, shrink, remove, and generate plasticity in vivo. This study explores the possibility of understanding the characteristics of plasticity in different animals in different fields, including the effects of plasticity on neuronal and individual functions. The analysis of the net plasticity and the independent research method of the open emission phenomenon are developed. The advancement of this research will further enhance and develop the technology of 2-photon-excited micromirrors, facilitate the wide use of this methodology, and improve the foundation for its contribution to the division of medicine and biology.