脳組織内１細胞での転写・翻訳産物の局在の同時イメージング

脑组织单个细胞中转录和翻译产物定位的同步成像

• 批准号: 22K19355
• 负责人: 三國 貴康
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19355/
• 关键词: ゲノム編集; 分子イメージング; 1細胞; イメージング; 樹状突起; シナプス; 神経細胞

神経活動依存的なシナプスの変化は、神経回路の機能的な発達や学習・記憶に不可欠である。神経活動に伴ってシナプスの構造や機能が変化する際には、シナプス部位のプロテオームがダイナミックに変化する。細胞体由来のタンパク質が遠く離れたシナプスまで輸送されるには時間がかかるので、シナプス部位へのタンパク質の機動的な供給機構として樹状突起での局所合成がある。これまでに樹状突起での局所合成がシナプスの可塑性に重要な役割を果たしていることはわかっているが、局所合成の実体には不明な点が多い。その理由は、脳組織中の神経細胞において、樹状突起中の転写産物（mRNA）とその翻訳産物（タンパク質）の両方の局在や動態をシナプスレベルの解像度で同時に観察できていないからである。そこで本研究では、脳組織内で内在性に発現するmRNAおよびタンパク質の細胞内局在を同時イメージングする方法を開発し、神経活動依存的にシナプスが変化する際のmRNAおよびタンパク質の時空間的動態を単一シナプスレベルの解像度で理解することを目指す。2022年度は、個体マウスの脳内の一部の細胞において、生体脳内ゲノム編集技術SLENDR/vSLENDR（Mikuni et al., Cell 2016; Nishiyama et al., Neuron 2017）によりCaMKIIの遺伝子座にGFPタグ配列を挿入した。そのうえで、ゲノム編集したマウスを灌流固定し、脳薄切切片を作製し、CaMKIIのmRNAをRNAscope法（高感度RNA in situ hybridization）で標識し、mRNAの細胞体および樹状突起での局在を検出する予備的データを得た。

The なシナプス <s:1> transformation on which Shinto activities depend, the な occurrence of the <s:1> function of the Shinto circuit や learning and memory に cannot be lacking in である. God に 経 activities with っ て シ ナ プ ス や function が の structure - the す る interstate に は, シ ナ プ ス parts の プ ロ テ オ ー ム が ダ イ ナ ミ ッ ク に variations change す る. Cell body origin の タ ン パ ク qualitative が く far from れ た シ ナ プ ス ま で conveying さ れ る に は time が か か る の で, シ ナ プ ス parts へ の タ ン パ ク qualitative の motor な supply institutions と し て dendritic protrusions で の bureau synthetic が あ る. こ れ ま で に dendritic protrusions で の bureau synthetic が シ ナ プ ス の plasticity に important な "を cut fruit た し て い る こ と は わ か っ て い る が, bureau synthetic の be body に は unknown な が い more. そ の reason は 脳 organization の 経 god, cell に お い て, dendritic protrusions の product planning to write (mRNA) と そ の turn 訳 product (タ ン パ ク qualitative) の struck square の bureau in や dynamic を シ ナ プ ス レ ベ ル で の of the resolution at the same time に 観 examine で き て い な い か ら で あ る. そ こ で this study で は, 脳 tissues で internality に 発 now す る mRNA お よ び タ ン パ ク qualitative の bureau in the cell at the same time in the を イ メ ー ジ ン グ す る method を open 発 し, god 経 activity dependent に シ ナ プ ス が variations change す る interstate の mRNA お よ び タ ン パ ク qualitative spatial dynamic を の 単 a シ ナ プ ス レ ベ ル の resolution understand で す る こ と を refers Youdaoplaceholder0. 2022 脳, individual 脳 ウス 脳 脳 脳 a <s:1> Cell にお て て, in vivo 脳 ゲノム compilation techniques SLENDR/vSLENDR (Mikuni et al., Cell 2016; Nishiyama et al., Neuron 2017) によ によ CaMKII heritage 伝 subseat にGFPタグ is paired を insert into た た. Youdaoplaceholder0 そ うえで, ゲノム compilation <s:1> た ウスを ウスを perfusion fixation <s:1>, 脳 thin section を preparation <s:1>, CaMKII を mRNAをRNAscope method (high-sensitivity RNA in situ Hybridization) で identification し, mRNA の cell body お よ び dendritic protrusions で の bureau in を 検 out す る reserve of デ ー タ を た.

项目成果

生体脳内１細胞でのシナプス活動と内在性タンパク質の時空間的動態のイメージング

活体大脑单个细胞内源性蛋白质突触活动和时空动态的成像

• 发表时间: 2022
• 作者: 三國貴康

Large-scale imaging of synaptic activity and molecular dynamics in single neurons

单个神经元突触活动和分子动力学的大规模成像

• 发表时间: 2023
• 作者: Seol Jaehoon;Lee Jaehee;Nagata Koki;Fujii Yuya;Joho Kaya;Tateoka Korin;Inoue Taiki;Liu Jue;Okura Tomohiro;Takayasu Mikuni
• 通讯作者: Takayasu Mikuni

生体脳内ゲノム編集による脳組織内１細胞での分子イメージング

使用体内脑基因组编辑对脑组织中的单个细胞进行分子成像

• 发表时间: 2022
• 期刊: ブレインサイエンス・レビュー
• 作者: K. Sun;K. Sagisaka;L. Peng;H. Watanabe;F. Xu;R. Pawlak;E. Meyer;Y. Okuda;A. Orita;S. Kawai;三國貴康
• 通讯作者: 三國貴康

Development of Single-Cell, Spatiotemporal, Quantitative Imaging Method for Endogenous Proteins in Mammalian Brains

哺乳动物大脑内源蛋白的单细胞时空定量成像方法的开发

• 发表时间: 2023
• 作者: 内ヶ島 基政;井口 理沙;劉シンイ;藤井 和磨;阿部 学;﨑村 建司;備瀬 竜馬;三國 貴康
• 通讯作者: 三國 貴康

生体脳内ゲノム編集技術とその分子標識への応用

体内脑基因组编辑技术及其在分子标记中的应用

• 发表时间: 2022
• 期刊: 臨床精神医学
• 作者: 三國貴康