2光子励起顕微鏡法を用いたシナプス・開口放出機構の研究

双光子激发显微镜研究突触和胞吐机制

• 批准号: 15100005
• 负责人: 河西 春郎
• 金额: $ 34.44万
• 依托单位: National Institute for Physiological Sciences (2004)Okazaki National Research Institutes (2003)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15100005/
• 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

大脳皮質錐体ニューロン上の樹状突起スパイン(棘突起)は、活動依存的な構造変化を起こし、これが記憶・学習の細胞基盤であると提唱されている。しかし、そのような構造変化と長期増強現象のようなシナプス可塑性がどう関係するのか、また、そうした可塑性が1個の樹状突起スパインレベルの入力特異性を持つか、といった問題は未解明であった。今回、海馬CA1錐体ニューロンの単一スパインに、ケイジドグルタミン酸を2光子励起法で光分解して投与することで、長期増強の構造基盤を解析した。量子的放出に相当するグルタミン酸の光放出を繰り返すと、刺激されたスパインに選択的にその頭部が急速に増大した。スパイン容積増大は大型のキノコ型のスパインでは一過的だが、小型のスパインでは持続的だった。さらに、スパイン容積増大は、刺激されたスパインに選択的なAMPA受容体を介した電流の増加を伴っており、またNMDA受容体とカルモジュリンとアクチンの重合に依存していた。これらの結果は、棘が1個ごとに個別にヘッブの学習法則に従うことを示している。さらに、小型のスパインが長期増強の好発部位であるのに対し、大型のスパインは長期記憶痕跡の物理的実態である可能性が示唆された。

On big 脳 cortex pyramidal ニ ュ ー ロ ン の dendritic protrusions ス パ イ ン (spines bumps) は, activity dependent な structure - を up こ し, こ れ が memory, learning の cell substrate で あ る と mention sing さ れ て い る. し か し, そ の よ う な structure variations change と long-term raised strong phenomenon の よ う な シ ナ プ ス plasticity が ど う masato is す る の か, ま た, そ う し た plasticity が 1 の dendritic protrusions ス パ イ ン レ ベ ル の specificity を into force hold つ か, と い っ た problem は not interpret で あ っ た. Today back, hippocampal CA1 pyramidal ニ ュ ー ロ ン の 単 a ス パ イ ン に, ケ イ ジ ド グ ル タ ミ ン acid を two photon excitation up で photolysis し て cast with す る こ と で, strong long-term rights の structure base plate を parsing し た. Quantum release に quite す る グ ル タ ミ ン acid の light emit を Qiao り return す と, stimulating さ れ た ス パ イ ン に sentaku of に そ の が に sharply raised head big し た. ス パ イ ン volume raised は large-scale の キ ノ コ type の ス パ イ ン で は one of だ が, small の ス パ イ ン で は hold 続 だ っ た. さ ら に, ス パ イ ン large volume raised は, stimulate さ れ た ス パ イ ン に sentaku な of AMPA を interface by let body し た current の raised plus を with っ て お り, ま た NMDA by let body と カ ル モ ジ ュ リ ン と ア ク チ ン の overlap に dependent し て い た. The <s:1> れら <s:1> result が, the thorn が, one ごとに individual にヘッブ <s:1> learning rule に従う とを とを とを shows that the て て る る る. さ ら に, small の ス パ イ ン が long-term raised strong part の good 発 で あ る の に し seaborne, large の ス パ イ ン は long-term memory trace の physical state be で あ が る possibility in stopping さ れ た.

项目成果

Structural basis of long-term potentiation in single dendritic spines

• DOI: 10.1038/nature02617
• 发表时间: 2004-06-17
• 期刊: NATURE
• 影响因子: 64.8
• 作者: Matsuzaki, M;Honkura, N;Kasai, H
• 通讯作者: Kasai, H