内在性神経伝達物質受容体の選択的ケミカルラベルと時空間機能解析

内源性神经递质受体的选择性化学标记和时空功能分析

• 批准号: 14J03123
• 负责人: 若山 翔
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J03123/
• 关键词: AMPA受容体; 神経細胞; ケミカルラベル; 神経科学; タンパク質; 蛍光標識; 動態解析; 神経伝達; 蛍光

AMPA受容体を選択的に蛍光標識するために新規化合物CAM reagentを設計および合成した。この化合物を培養神経細胞に添加した結果、複数のタンパク質が共存する中でAMPA受容体を選択的に化学修飾できることを見出した。化学修飾したAMPA受容体は本来のイオンチャネル活性を保持しており、受容体機能を損なうことなく標識できることを実証した。また、標識したAMPA受容体の神経細胞における動態をイメージング解析した結果、細胞膜上で高い拡散性を有する受容体の割合が従来考えられているよりもはるかに少ないことを初めて見出した。CAM reagentを脳組織のAMPA受容体の蛍光標識へと適用した結果、脳組織内のAMPA受容体に対しても選択的な蛍光標識反応が進行し、組織を損傷させることなく受容体蛍光標識できることを見出した。また、蛍光イメージング解析の結果からは小分子化合物であるCAM reagentが高い組織浸透性を有することが示された。さらに本手法を用いることで脳組織内在性AMPA受容体の動態解析に世界で初めて成功した。さらに、AMPA受容体の蛍光標識法をリガンドセンシング手法へと応用展開した。CAM reagentでAMPA受容体を蛍光標識しそこにリガンドとしてグルタミン酸を添加すると顕著な蛍光変化が見られ、蛍光標識した受容体がリガンドを蛍光検出するセンサーとして機能することが示された。リガンドに対する蛍光変化のパターンや大きさは修飾する蛍光色素の種類に大きく依存し、リガンドの機能を識別できるセンサーや高S/Nのセンサーの構築に成功した。さらにこれらのリガンドに対する蛍光変化はAMPA受容体表面に存在するトリプトファン（消光性アミノ酸）と修飾された蛍光分子の空間配置に大きく依存することを突き止めた。

AMPA receptors are selected for light identification and new compound CAM reagents are designed and synthesized The results of the addition of these compounds to cultured neurons, the chemical modification of AMPA receptors, and the coexistence of multiple substances have been reported. Chemically modified AMPA receptors retain their original biological activity, and their function is impaired. The results of the analysis of the dynamics of AMPA receptors in the brain and the results of the analysis of the high dispersion of AMPA receptors in the cell membrane are as follows: CAM reagent is used to identify AMPA receptors in tissues. The results are as follows: The results of the analysis showed that the CAM reagent had high tissue permeability. This method is successful in organizing intrinsic AMPA receptor dynamic analysis. In addition, the AMPA receptor fluorescence identification method is used to develop the method. CAM reagent is used to identify AMPA receptor and add it to the CAM reagent. CAM reagent is used to identify AMPA receptor and add it to the CAM reagent. CAM reagent is used to identify AMPA receptor and add it to the CAM reagent. The type of pigment depends on the color of the pigment, the function of the pigment is recognized, and the high S/N ratio of the pigment is successfully constructed. The optical properties of AMPA are dependent on the spatial distribution of the molecules.

项目成果

リガンド指向性化学による神経伝達物質受容体のバイオセンサー化

使用配体导向化学对神经递质受体进行生物传感

• 发表时间: 2016
• 作者: 若山 翔;森川 祐真;清中 茂樹;浜地 格
• 通讯作者: 浜地 格

神経細胞内在性AMPA受容体の特異的ケミカルラベルとライブイメージングへの展開

神经元内源性 AMPA 受体的特异性化学标记及其在实时成像中的应用

• 发表时间: 2014
• 作者: 若山翔;清中茂樹;浜地格
• 通讯作者: 浜地格

神経伝達物質受容体のケミカルラベルを利用したリガンドセンシング

使用神经递质受体化学标记进行配体传感

• 发表时间: 2014
• 作者: 若山翔;清中茂樹;浜地格
• 通讯作者: 浜地格

Chemical labelling for visualizing native AMPA receptors in live neurons.

• DOI: 10.1038/ncomms14850
• 发表时间: 2017-04-07
• 期刊: Nature communications
• 影响因子: 16.6
• 作者: Wakayama S;Kiyonaka S;Arai I;Kakegawa W;Matsuda S;Ibata K;Nemoto YL;Kusumi A;Yuzaki M;Hamachi I
• 通讯作者: Hamachi I

A novel chemical labeling technique for visualizing endogenous AMPA receptors in live neurons

一种用于可视化活神经元内源性 AMPA 受体的新型化学标记技术

• 发表时间: 2015
• 作者: 若山翔;清中茂樹;浜地格
• 通讯作者: 浜地格