脳スライス標本でのグルタミン酸可視化による単一シナプスの短期可塑性評価技術の開発

开发通过可视化脑切片制剂中的谷氨酸来评估单个突触的短期可塑性的技术

• 批准号: 13J04870
• 负责人: 有吉 哲郎
• 金额: $ 2.3万
• 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: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J04870/
• 关键词: シナプス; 蛍光イメージング; グルタミン酸; 神経伝達物質

本年度の研究では神経ネットワーク内の個々のシナプスが有する短期可塑性の評価を可能とする技術の完成を目標とした。近年使用されるようになった遺伝子コード型のグルタミン酸プローブ（iGluSnFR）を用いた蛍光グルタミン酸イメージングを検討するため、子宮内電気穿孔法によってiGluSnFRをマウス脳に発現させた。脳スライス標本を作製して局在を観察したところ、神経細胞膜上にiGluSnFRが局在する様子が観察された。そこで電気刺激によってグルタミン酸の開口放出を惹起しながらiGluSnFRの蛍光をイメージングしたところ、放出されたグルタミン酸によって蛍光強度が増大する様子が観察された。続いてiGluSnFRのシナプスへの局在化を試みた。シナプス前終末の細胞膜上に多く存在することが知られるSyntaxin1AとiGluSnFRとの融合タンパク質（Syntaxin1A-iGluSnFR）を分散培養神経細胞に発現させたところ、軸索上に局在し、特にシナプスに集積することが見出された。Syntaxin1A-iGluSnFRを子宮内電気穿孔法によってマウス脳に発現させ、スライスを作製して局在を観察したところ、分散培養同様軸索上に局在する様子が観察された。そこでSyntaxin1A-iGluSnFRを発現した脳スライス標本においてグルタミン酸開口放出を電気刺激によって惹起しながら蛍光イメージングを行ったところ、放出されたグルタミン酸によって軸索上のSyntaxin1A-iGluSnFRに由来する蛍光が明るくなる様子が観察された。さらに連続した刺激に応じた蛍光強度変化を観察したところ、軸索上の位置によってプローブの蛍光強度変化の動態が異なっている様子が見出された。以上によって当初の計画通り脳スライス標本内においてシナプスが有するグルタミン酸開口放出の短期可塑性を評価する技術が確立された。

This year's research aims to assess the short-term plasticity of a variety of technologies within a brain. In recent years, iGluSnFR has been developed by using the method of intrauterine electroporation. In addition to the above, we can also detect the presence of iGluSnFR on the cell membrane. This electrical stimulation causes the release of light from the opening of the cell and increases the intensity of the light from the cell. IGluFR is the best solution for the problem. Syntaxin 1A-iGluSnFR is a fusion protein that exists on the cell membrane of the pre-terminal cells. Syntaxin 1A-iGluSnFR is found in dispersed cultured cells. Syntaxin1A-iGluSnFR is located on the axons. Syntaxin1A-iGluSnFR accumulates in the cells. Syntaxin1A-iGluSnFR is an intrauterine electroporation method for detecting and controlling the presence of the virus. Syntaxin 1A-iGluSnFR is produced in the presence of a light source and emitted from an acid opening in the presence of an electrical stimulus. The changes in light intensity due to continuous stimulation are observed at different positions along the axis. The above project established a technique for evaluating the short-term plasticity of acid release through the formation of a complex system.

项目成果

神経生物学教室HP

神经生物学系 HP

High-throughput development of a hybrid-type fluorescent glutamate sensor for analysis of synaptic transmission.

• DOI: 10.1002/anie.201407181
• 发表时间: 2014-12
• 期刊: Angewandte Chemie
• 作者: Kenji Takikawa;D. Asanuma;S. Namiki;H. Sakamoto;Tetsuro Ariyoshi;Naoya Kimpara;K. Hirose

シナプス前部における Munc13-1 ナノクラスタ形成の分子機構について

突触前区域Munc13-1纳米簇形成的分子机制

• 发表时间: 2015
• 作者: 有吉哲郎;坂本寛和;並木繁行;廣瀬謙造
• 通讯作者: 廣瀬謙造

アクティブゾーンにおけるMunc13-1ナノクラスタ形成の分子機構とその役割

活性区Munc13-1纳米团簇形成的分子机制和作用

• 发表时间: 2015
• 作者: Takikawa K;Asanuma D;Namiki S;Sakamoto H;Ariyoshi T;Kimpara N;Hirose K.;有吉哲郎
• 通讯作者: 有吉哲郎

脳スライス標本内単一シナプスについての短期可塑性解析に向けたグルタミン酸イメージング技術の開発

开发用于脑切片制备中单个突触短期可塑性分析的谷氨酸成像技术

• 发表时间: 2013
• 作者: 有吉哲郎;坂本寛和;並木繁行;廣瀬謙造;有吉 哲郎
• 通讯作者: 有吉 哲郎