新規ケージド化合物を用いた恐怖記憶消失の神経回路メカニズムの解析

利用新型笼状化合物分析恐惧记忆消退的神经回路机制

• 批准号: 15J05894
• 负责人: 高橋 光規
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J05894/
• 关键词: ケージド化合物; TRPV1; カプサイシン; 線虫; 5HTR

本研究の目的は，新規ケージド化合物を用いて神経活動を光制御し，記憶消失に関わる神経回路のメカニズムを明らかにすることである．昨年度までの研究により，当初目指していたセロトニン受容体のケージドアゴニストを用いた神経活動の光制御は困難であることが分かった．そこで，新たな神経活動制御手法としてケージドカプサイシンを用いた実験系の開発を目指すことにした．カプサイシンのバニリル基のOH をBODIPY ケージ基で修飾すると，活性が100分の1程度まで低下した．ケージドカプサイシンを，カプサイシン受容体TRPV1を発現させたHEK293細胞に投与したところ，光照射なしでは細胞応答を引き起こすことはなかった．一方，青緑色光を照射すると，細胞内にCa2+が流入した．さらに，神経活動の光制御を生体内で試みるため，線虫モデル系にケージドカプサイシンを適用すべく検討を行った．線虫は，体表をキューティクルで覆われているため，試薬溶液に浸すだけでは，試薬の体内への取り込みは起こらなかった．そこで，オレイン酸を豊富に含むオイルにケージドカプサイシンを溶解させ，線虫の餌となる大腸菌と混合し線虫に与えたところ，盛んに体内へ取り込む様子が観察された．今後は，ケージドカプサイシンを取り込んだ線虫に対し光照射を行い，Ca2+イメージングや行動試験によって実験系が正しく機能することを確かめる予定である．線虫は，傷害を避けるため紫外線を忌避する性質がある．これまでのケージド化合物は大部分が紫外線を照射しなければ機能しなかったため，線虫への適用は難しかった．本研究で利用するBODIPYケージド化合物は青緑色の可視光によって機能するので，従来のケージド化合物よりも光毒性を抑えながら，線虫の細胞機能を光制御する実験系を構築できると期待される．

这项研究的目的是使用新型的笼中化合物来调节神经活动，并阐明与记忆丧失有关的神经回路的机制。直到去年的研究表明，最初打算使用的5-羟色胺受体的笼子激动剂对神经活动的光控制很困难。因此，我们决定使用笼中辣椒素作为控制神经活动的新方法开发实验系统。辣椒蛋白的VANYLL群体的OH修饰，带有Bodipy Cage群，将活性降低到约1/100。将笼中辣椒素用于表达辣椒素受体TRPV1的HEK293细胞，并且没有光照射就不会唤起细胞反应。另一方面，当用蓝绿色光照射时，Ca2+流入细胞中。此外，为了尝试控制体内神经活动的光，我们研究了笼中辣椒素在线虫模型系统中的应用。由于线虫用角质层覆盖了身体的表面，因此没有简单地将试剂浸泡在试剂溶液中。因此，将笼中的辣椒素溶解在富含油酸的油中，与大肠杆菌混合，这是线虫的食物，并将其喂给线虫，并观察到它被以一种多产的方式将其带入体内。将来，我们计划照射服用笼中辣椒素的线虫，以确保实验系统通过CA2+成像和行为测试正确起作用。线虫具有排斥紫外线以避免受伤的特性。除非暴露于紫外线，否则大多数以前的笼中化合物都无法正常运行，这使得它们难以应用于线虫。该研究功能中使用的固定化合物具有蓝绿色的可见光，因此可以预期，它们可以构建一个控制线虫细胞功能的实验系统，同时降低光毒性，而不是传统的笼子化合物。

项目成果

BODIPYケージド化合物の生物学的応用

BODIPY笼状化合物的生物学应用

• 发表时间: 2015
• 作者: Yuki Ichikawa;Mako Kamiya;Fumiaki Obata;Masayuki Miura;Takuya Terai;Toru Komatsu;Tasuku Ueno;Kenjiro Hanaoka;Tetsuo Nagano;Yasuteru Urano;高橋光規，梅田暢大，神谷真子，長野哲雄，浦野泰照
• 通讯作者: 高橋光規，梅田暢大，神谷真子，長野哲雄，浦野泰照