高速イメージングによる昆虫単一神経細胞内情報処理の解析

使用高速成像分析单个昆虫神经元内的信息处理

• 批准号: 11168229
• 负责人: 小川 宏人
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Saitama Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11168229/
• 关键词: 昆虫; 神経細胞; 光学測定; カルシウムイメージング; 樹状突起; 電位依存性カルシウムチャネル; カルシウム濃度感受性蛍光色素; 活動電位

コオロギの巨大介在ニューロン(giant intemeuron : GI)を材料として、単一神経細胞内活動を高速イメ一ジング法によって可視化し、細胞内の局所的演算機能を明らかにすること試みた。その結果、カルシウム濃度感受性蛍光色素Oregon green BAPTA-1とフォトダイオード・アレイおよびIntensified CCDカメラシステムを用いて、単発の活動電位に伴う一過性の細胞内カルシウム濃度上昇(Ca transient)を捉えるのに成功した。このCa transientは活動電位数と頻度に依存し、また、受容体チャネルからの流入や代謝型受容体を介した細胞内ストアからの放出によるものではなく、電位依存性チャネルからの流入によるものであることが確認された。一方、左右の尾葉神経束をそれぞれ刺激したところ、刺激する神経束によってGI樹状突起内のCa transientのamplitudeが異なった。これらの結果から、GI内Ca濃度変化がシナプス入力に依存するメカニズムについて、次の2つの可能性が示唆された。1.GIの樹状突起内を逆伝搬する活動電位によるCa transientがシナプス入力によって増幅される。2.GI内における活動電位発生部位/伝搬様式自身がシナプス入力によって変化する。そこで、GI軸索への逆行性刺激とシナプス刺激で誘導されるCa transientを比較したところ、逆行性活動電位が引き起こすCa transientは、シナプス刺激誘導性活動電位によるCa transientよりも小さかった。さらに逆行性活動電位と閾値下のEPSPを同期して発生させた場合のCa transientは、逆行性活動電位のみの場合のものと有意な差は見られなかった。以上の結果から、GI内の逆行性活動電位誘導性Ca transientはシナプス入力の有無によって修飾されないことが分かった。

コ オ ロ ギ の huge interface in ニ ュ ー ロ ン (giant intemeuron: GI) を material と し て, 単 one god 経 cell activity を high-speed イ メ a ジ ン グ method に よ っ て visualization し, intracellular の bureau calculus function を Ming ら か に す る こ と try み た. そ の results, カ ル シ ウ ム concentration sensitivity 蛍 photopigment Oregon green BAPTA - 1 と フ ォ ト ダ イ オ ー ド · ア レ イ お よ び Intensified CCD カ メ ラ シ ス テ ム を with い て, 単 発 potential に の activities with う transient の intracellular カ ル シ ウ ム rising concentrations (Ca transient)を catch える を に success た た. こ の Ca transient electric digits と frequency に は activity dependent し, ま た, let body チ ャ ネ ル か ら の inflows や metabolic type by let body を interface し た intracellular ス ト ア か ら の release に よ る も の で は な く, potential dependency チ ャ ネ ル か ら の inflows に よ る も の で あ る こ と が confirm さ れ た. Side, left and right sides is の caudate lobe god 経 beam を そ れ ぞ れ stimulus し た と こ ろ, stimulating す る god 経 beam に よ っ て in GI dendritic protrusions の Ca transient の amplitude が different な っ た. こ れ ら の results か ら, GI within Ca concentration variations が シ ナ プ ス に into force dependent す る メ カ ニ ズ ム に つ い て, の 2 つ が の possibility in stopping さ れ た. 1. GI の を inverse 伝 moved within dendritic protrusions す る activity potential に よ る Ca transient が シ ナ プ ス に into force よ っ て rights of さ れ る. 2. The location where the における active potential occurs within GI /伝 the sample itself がシナプス the input force によって changes する. そ こ で, GI axon へ の retrograde stimulus と シ ナ プ ス stimulation induced さ で れ る Ca transient を compare し た と こ ろ, retrograde activities play potential が lead き こ す Ca transient は, シ ナ プ ス stimulation induced activity potential に よ る Ca transient よ り も small さ か っ た. Potential と さ ら に retrograde activities under the threshold of numerical の EPSP を period し て 発 raw さ せ た occasions の Ca transient は, retrograde activity potential の み の occasions の も の と intentionally な poor は see ら れ な か っ た. の above results か ら, GI の retrograde activity potentials induced Ca transient は シ ナ プ ス の into force presence of に よ っ て modified さ れ な い こ と が points か っ た.

项目成果

Hiroto Ogawa: "Cellular basis for heterosynaptic depression in the cricket giant interneuron"Society for Neuroscience Abstracs. 25. 906 (1999)

小川博人：“蟋蟀巨型中间神经元异质突触抑制的细胞基础”神经科学摘要协会。

Hiroto Ogawa: "Spike-dependent calcium influx in dendrites of the cricket giant interneuron"Journal of Neurobiology. (印刷中). (2000)

Hiroto Okawa：“蟋蟀巨型中间神经元树突中的尖峰依赖性钙流入”神经生物学杂志（2000 年出版）。

Hiroto Ogawa: "Dendrict Ca^<2+> transient increase evoked by wind stimulus in the cricket giant inerneuron"Neuroscience letters. 275. 61-69 (1999)

小川博人：“蟋蟀巨型神经元中风刺激引起的树突 Ca^<2> 短暂增加”《神经科学快报》。