新規光学技術によるシナプス構造可塑性を担う分子構造の解明

シナプスでは構造的LTP(sLTP)を起こした後、Cofilinがその維持に重要であると考えられている。近傍のタンパク質を不活化できるSuperNova(SN)とCofilinの融合蛋白質（CFL-SN)によってCofilinを不活化すると、sLTP誘導後にスパインが縮小し、sLTPが特異的に解除されることを見出した。ｓLTPを起こしていないシナプスやsLTP後50分以上経過したシナプスには影響はなかった。またsLTP誘導前にCALIを起こしてもsLTPは阻害されなかった。スライスを用いた以上の結果から、本年度は上記の手法をマウスの脳内に応用することによって、LTP後のシナプスでのみ光によってLTPを解除する手法を開発した。CofilinをCre依存的に発現させるため、CFL-SNをfloxで発現制御可能なアデノ随伴ウイルス（AAV）を作成し、CaMKII-Creのマウスの両側海馬CA1領域にインジェクションし、CFL-SNを神経細胞特異的に発現させた。次に光を海馬CA1に照射するための光ファイバーのカニューレを両側背側海馬直上に装着した。記憶を検討するための学習課題は、比較的短時間で行えるInhibitory Avoidance Test(IA)を用いた。マウスに麻酔をかけてレーザーと接続し、その後30分間回復させてからIAテストを行った。ホームケージに戻してから2分後に559nm照射をした結果、光を照射しなかった場合に比べて、暗箱へ入るまでの遅延が抑制された。さらに、光照射を行動実験の1分前に行っても記憶への影響は見られなった。この結果は、CALIがLTP後のスパインのみに影響することを示唆している。以上、本年度はこれまでのスライス実験結果に基づき、一度成立したLTPを光学的に解除する方法の開発に成功した。

シナプスでは構造的LTP(sLTP)を起こした後、Cofilinがその維持に重要であると考えられている。近傍のタンパク質を不活化できるSuperNova(SN)とCofilinの融合蛋白質（CFL-SN)によってCofilinを不活化すると、sLTP誘導後にスパインが縮小し、sLTPが特異的に解除されることを見出した。ｓLTPを起こしていないシナプスやsLTP後50分以上経過したシナプスには影響はなかった。またsLTP誘導前にCALIを起こしてもsLTPは阻害されなかった。スライスを用いた以上の結果から、本年度は上記の手法をマウスの脳内に応用することによって、LTP後のシナプスでのみ光によってLTPを解除する手法を開発した。CofilinをCre依存的に発現させるため、CFL-SNをfloxで発現制御可能なアデノ随伴ウイルス（AAV）を作成し、CaMKII-Creのマウスの両側海馬CA1領域にインジェクションし、CFL-SNを神経細胞特異的に発現させた。次に光を海馬CA1に照射するための光ファイバーのカニューレを両側背側海馬直上に装着した。記憶を検討するための学習課題は、比較的短時間で行えるInhibitory Avoidance Test(IA)を用いた。マウスに麻酔をかけてレーザーと接続し、その後30分間回復させてからIAテストを行った。ホームケージに戻してから2分後に559nm照射をした結果、光を照射しなかった場合に比べて、暗箱へ入るまでの遅延が抑制された。さらに、光照射を行動実験の1分前に行っても記憶への影響は見られなった。この結果は、CALIがLTP後のスパインのみに影響することを示唆している。以上、本年度はこれまでのスライス実験結果に基づき、一度成立したLTPを光学的に解除する方法の開発に成功した。