中枢神経系におけるD-セリンの時空間動態の可視化解析

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本研究では、D-セリンのシナプス近傍での時空間パターンが神経機能を特徴づける重要な因子であるとの視点に立ち、脳内D-セリンの動態を高い時空間解像度で可視化解析を実現する蛍光性D-セリンセンサーを開発し、D-セリンイメージング技術の確立を目指す。当該年度においては、申請者が構築した蛍光性センサーのハイスループット作製系を活用することでD-セリンセンサーの候補となる蛍光複合体の選抜および有望な蛍光複合体のD-セリンに対する応答性を評価した。高精細・高感度なイメージングを実現する上でダイナミックレンジの大きい蛍光性センサーを開発することが望ましいため、ハイスループット作製系で作製した数百種類の蛍光複合体に対してD-セリン投与によって惹起される蛍光強度変化を指標にスクリーニングを行った。その結果、D-セリン投与によって10%以上の蛍光強度変化率を示した蛍光複合体をOregon Green標識体から5種類、Alexa Fluor 488標識体から6種類、Cy3標識体から10種類取得することに成功した。これらの内、Alexa Fluor 488標識体の一つは最大で約35%という大きな蛍光強度変化率を示した。続いて、神経あるいはグリア細胞から放出され拡散していくD-セリンをリアルタイムに捕らえる上でD-セリンに対する適切な親和性を持つ蛍光性センサーを開発することが必要であるため、スクリーニングで選抜した有望な蛍光複合体のD-セリンに対する親和性を評価した。その結果、期待に反して蛍光複合体のD-セリンに対する親和性は低く、D-セリンイメージングが困難であると予想される性質を示した。現在、蛍光複合体にアミノ酸変異を加えることでD-セリンに対する親和性の改善に努めている。