細胞内局所光イメージング計測から迫る概日カルシウムリズムの源流の解明

哺乳類には約24時間のリズムを刻む概日時計が備わっており、その中枢は脳深部の視床下部にある視交叉上核に局在する。これまでに私は、視交叉上核の神経回路における時空間的に協調した概日Ca2+リズムを発見し、その作動機序を探究してきた。予期しなかったことに、視交叉上核の細胞質で見られる概日Ca2+リズムは、大脳皮質や海馬など教科書的に示されている神経細胞とは異なるCa2+動態を示すことが分かってきた。さらには時計遺伝子の欠損細胞においても概日Ca2+リズムが観察されたことから、概日Ca2+リズムは中心的な概日振動体である可能性もある。本研究では光計測技術を駆使して細胞局所Ca2+を行うことで、概日Ca2+リズムの源流を突き止める。本実験では、マウス視交叉上核の培養スライスを作成し、アデノ随伴ウイルスを用いて種々の遺伝子コード型Ca2+センサーを神経細胞特異的に発現させ、長期タイムラプスシステムを用いて数日~週の長期間の光イメージング計測を行う。特に本研究では、蛍光Ca2+センサーに特異的輸送シグナルを付与して細胞内オルガネラに局所発現させ、細胞質Caリズムとの同時多色イメージング計測を行う。これまでの実験により細胞内の幾つかのオルガネラにおいても概日リズムが存在することを見いだしており、本研究では多色光イメージング計測を基軸に、各種チャネル阻害薬の薬理実験などを用いてその作動原理に迫る。

哺乳類には約24時間のリズムを刻む概日時計が備わっており、その中枢は脳深部の視床下部にある視交叉上核に局在する。これまでに私は、視交叉上核の神経回路における時空間的に協調した概日Ca2+リズムを発見し、その作動機序を探究してきた。予期しなかったことに、視交叉上核の細胞質で見られる概日Ca2+リズムは、大脳皮質や海馬など教科書的に示されている神経細胞とは異なるCa2+動態を示すことが分かってきた。さらには時計遺伝子の欠損細胞においても概日Ca2+リズムが観察されたことから、概日Ca2+リズムは中心的な概日振動体である可能性もある。本研究では光計測技術を駆使して細胞局所Ca2+を行うことで、概日Ca2+リズムの源流を突き止める。本実験では、マウス視交叉上核の培養スライスを作成し、アデノ随伴ウイルスを用いて種々の遺伝子コード型Ca2+センサーを神経細胞特異的に発現させ、長期タイムラプスシステムを用いて数日~週の長期間の光イメージング計測を行う。特に本研究では、蛍光Ca2+センサーに特異的輸送シグナルを付与して細胞内オルガネラに局所発現させ、細胞質Caリズムとの同時多色イメージング計測を行う。これまでの実験により細胞内の幾つかのオルガネラにおいても概日リズムが存在することを見いだしており、本研究では多色光イメージング計測を基軸に、各種チャネル阻害薬の薬理実験などを用いてその作動原理に迫る。