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2光子励起法とケイジド試薬を用いたグルタミン酸受容体の機能分布・動態の可視化

使用双光子激发法和笼式试剂可视化谷氨酸受体的功能分布和动态

基本信息

批准号：
12210143
负责人：
河西春郎
金额：
--
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
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 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12210143/
关键词：
グルタミン酸受容体 2光子励起ケイジド試薬シナプス

项目摘要

哺乳動物中枢神経細胞の樹状突起におけるグルタミン酸感受性の機能分布を測定し、また脳標本の局所刺激法を開拓する目的で、2光子励起による局所的グルタミン酸投与法の開発を行い実用に耐えるケイジド試薬の合成に成功した。この試薬を細胞外に投与しながら海馬培養細胞をホールセルクランプして電流記録を行い樹状突起部位において超短パルスレーザー照射を行うとシナプス後電流とほとんど同じ速い時間経過で一過性内向き電流が活性化した。このグルタミン酸電流は励起光のパワーの2.2-2.5乗に依存した。これは、励起が2光子過程であること、及び、グルタミン酸の受容体への結合の共同性からよく説明される。この電流の空間分布を測定するために、およそ10ミクロン四方の樹状突起領域を覆う500ピクセルの各点において、グルタミン酸電流を記録するシステムを構築した。こうして記録されたAMPA電流は、FM1-43で標識されるシナプス前終末に接する樹状突起に限局してパッチ状に分布していることが解像した。このパッチの空間分布から、我々のシステムの空間解像はx軸で0.74ミクロン、z軸で1.2ミクロン以下であることが推定されたこのケイジドグルタミン酸誘導体は水溶液中で極めて安定で、微量のグルタミン酸の漏出も起きないので、グルタミン酸に高親和性のNMDA受容体の分布測定も可能であった。実際、AMPA成分とNMDA成分の大きさは樹状突起の部位により異なり、ほぼNMDAにのみ感受性を示す領域も観察された。こうして、2光子励起法を応用した我々のシステムは脳標本においてシナプスの重み分布やその動態、或いは単一シナプスレベルの局所刺激を行うことのできる新しい方法論であることがわかった。

The functional distribution of dendritic receptors in mammalian central neurons was determined. The method of local stimulation was developed. The method of local stimulation was successfully applied. This experiment was carried out in vitro and in cultured hippocampal cells. The current was recorded in dendrites. The current was activated after irradiation. The acid current is dependent on the excitation of light from 2.2 to 2.5 degrees. A description of the commonality of the binding of the acceptor of the two-photon process. The spatial distribution of the current was measured and the structure of the current was constructed. The AMPA currents recorded in this report are labeled FM1-43, and the terminal is connected to the dendrites. The spatial resolution of the spatial distribution of these molecules was 0.74 ° C on the x axis and 1.2 ° C on the z axis. It was estimated that the distribution of these molecules in aqueous solutions was extremely stable and stable, and that the distribution of these molecules in aqueous solutions was highly compatible with NMDA receptors. In fact, AMPA and NMDA components were observed in the region of dendrites and in the region of sensitivity. 2-photon excitation method is used to determine the dynamics of the distribution of stress, or to determine the stimulation of stress.