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幼若ラット培養海馬ニューロンの可塑的シナプスにおける可視化BDNF分子の動態

培养幼鼠海马神经元塑料突触中 BDNF 分子动力学的可视化

基本信息

批准号：
12210094
负责人：
畠中寛
金额：
--
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

シナプス機能の亢進に関わるようなBDNFの発現様式を知るために、GFPを繋いだBDNF遺伝子(BDNF-GFP)を作成し、海馬神経細胞に「サスペンジョン法」で導入した。BDNF-GFPは、幼弱細胞では細かい顆粒になって細胞全体に分布するが、成熟細胞では神経突起上に大きなクラスターを形成することがわかった。さらに、二重染色の実験によって、BDNF-GFPのクラスターは、ポストシナプスのマーカーであるPSD-95の分布によく一致することがわかった。つまり、成熟海馬神経細胞においてBDNFは、シナプスの近傍に局在することが示唆された。次に、シナプス近傍に局在したBDNF-GFPの神経活動に伴う動態を、高時間分解能の共焦点レーザー顕微鏡下で観察した。BDNF-GFPはスパインという微細構造に局在しており、100μMのグルタミン酸を投与すると、BDNF-GFPはすみやかにその蛍光を減少した。つまり、スパインに濃縮されたBDNF分子が神経活動依存的に局所的に放出される様子が可視化された。さらに、BDNF-GFPをツールとすることで、BDNF分子のもう一つの動態が観察できた。BDNF-GFPを導入した海馬神経細胞にグルタミン酸刺激を与えると、BDNF-GFPの放出現象に続いて、デンドライトのところどころにBDNF-GFPが濃縮されていった。しかも、一旦プールされたBDNF-GFPは、2回目の神経刺激によって、1回目の刺激時と同様に放出されることがわかった。以上の結果、もう一つの重要なBDNF-GFPダイナミクスは、神経活動依存的にデンドライト上にプールされるというものであった。可塑性調節因子としてのBDNFは、神経活動依存的に新たに合成され、放出されることが知られていたが、BDNF-GFPを用いた研究から、BDNF分子は神経活動依存的にデンドライトにプールされる可能性がでてきた。我々はこれらの現象から、「Pooled BDNF」仮説をまとめた。即ち、神経活動が起こると、シナプス近傍に局在しプールされたBDNF-GFPは速やかに放出され、BDNFがシナプス機能の亢進に積極的に参加している可能性が示唆された。

BDNF gene (BDNF-GFP) was produced and introduced into hippocampal neurons by "cell culture method". BDNF-GFP is distributed in the whole cell in weak cells, and in mature cells in large cells. The distribution of PSD-95 is consistent with that of BDNF-GFP and BDNF-GFP. The mature hippocampal neurons are in the vicinity of BDNF, which is expressed in the brain. In addition, BDNF-GFP's neural activity was observed under microscopes with high temporal resolution and confocal energy. BDNF-GFP has a fine structure and a low light emission due to 100μM acid. The concentration of BDNF molecules is visualized in the context of the release of BDNF molecules dependent on neural activity. BDNF-GFP is the most powerful molecule in the world. BDNF-GFP is introduced into hippocampus and stimulated by acid. BDNF-GFP is released from hippocampus and concentrated in hippocampus. BDNF-GFP is released when the brain is stimulated, and when the brain is stimulated, it is released. As a result of the above, the important BDNF-GFP information is not available, and the activity dependent information is not available. Plasticity regulators such as BDNF and BDNF-GFP may be involved in the synthesis and release of new molecules dependent on brain activity. I'm going to have a "Pooled BDNF" conversation. That is, the possibility of BDNF-GFP rapid release and active participation in BDNF-GFP hyperfunction in the near future is indicated.