標的神経回路の神経活動のみを選択的に光学的計測する分子プローブシステムの開発

开发一种分子探针系统，仅选择性地光学测量目标神经回路中的神经活动

基本信息

批准号：
15650055
负责人：
飯島敏夫
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度までの研究成果であるGFPとOxonolを利用した膜電位感受性FRETシステムを、脳スライス又はin vivoにおいて適用し、標的神経細胞のみから神経活動を計測するシステムを構築することを目的とし、膜電位感受性FRETの性状の詳細な解析と、経シナプス性発現ベクターである狂犬病ウイルスベクターの改良を行った。開発された膜電位感受性FRETの応答性を調べた結果、同FRETは100mVの膜電位変化に対し30%近い大きな蛍光変化を持ちつつ、膜電位に対する蛍光変化の直線性(直線近似におけるR^2>0.99)と、早い反応時定数(約0.5ms)を持つことが明らかなり、神経細胞への適用の可能性が示された。また、前年度までに当研究において開発された狂犬病ウイルスベクターには外来遺伝子の発現量が低いという問題点が存在したため、さらなる高発現を可能とする改良型狂犬病ウイルスベクターを、外来遺伝子の挿入位置を改変することにより実現した。新規に開発されたベクターは特に神経細胞において、従来のベクターより著しく高いGFPまたはβ-Galの発現を示した。このベクターの感染性状をin vivoで解析した結果、改良型狂犬病ウイルスベクターは狂犬病ウイルスの特徴である、経シナプス的な感染伝播様式を失っていないことが示された。また、ウイルス構成タンパク質を恒常発現する細胞株を樹立し、この細胞においてウイルスベクターの増殖を行うことにより、改変型狂犬病ウイルスベクターを高力価で得ることに成功した。最終的に、同改変型狂犬病ウイルスベクターに、膜電位感受性FRETシステムを構成するGFPを組み込み、培養神経細胞に感染させることで、神経細胞から同FRETによる膜電位依存性シグナルを得ることに成功した。これらの成果は第26回日本神経科学学会(平成16年9月、大阪)、及び第34回北米神経科学学会(平成16年10月、サンディエゴ)にて発表した。

为了构建使用GFP和Oxonol的系统，这是前一年的研究，在大脑切片或体内，并构建一个仅从靶向神经细胞中测量神经活动的系统。潜在敏感性的特征和改善的狂犬病病毒载体，一种突触载体。由于检查了发达的膜电位灵敏度FRET的响应，与100MV膜电位相比，FRET具有较大的荧光变化，近30％，但是膜电位中荧光的线性变化（在膜电位中的R^2中的R^2（r^2）直线近似。此外，由于上一年在这项研究中开发的狂犬病病毒载体与门诊基因的低表达存在问题，这是一种改善的狂犬病病毒载体，可以使更高的表达表达，这是对门诊基因的解释。新开发的载体，尤其是在神经细胞中，表明GFP或β-GAL的表达明显高于常规载体。用体内分析载体感染性的载体感染性表明，改善的狂犬病病毒载体并未丢失突触感染传播样式，这是狂犬病病毒的特征。此外，通过建立不断表达病毒 - 配置蛋白的细胞储备，以及该细胞中病毒载体的生长，改良的狂犬病病毒载体成功地获得了很高的积分。最终，相同的改良狂犬病病毒载体融合了构成膜电势帧系统的GFP，并被培养神经细胞感染，成功地从FRET获得了膜电依赖性信号。这些结果在第26届神经病学会（2004年9月，大阪）和北美神经病学会（2004年10月，圣地亚哥）宣布。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

光計測法による神経回路の機能的解剖

利用光学测量方法进行神经回路的功能解剖

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
電気情報通信学会誌 87
影响因子：
0
作者：
Kondo Y.;Takashima I.;広瀬秀顕
通讯作者：
広瀬秀顕

飯島敏夫: "超高速イメージングが明らかにする運動野における神経集団活動の動的変化"脳の科学. 25. 61-70 (2003)

Toshio Iijima：“超高速成像揭示运动皮层神经群活动的动态变化”《脑科学》25. 61-70 (2003)。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Voltage-sensitive dye imaging of intervibrissal fur-evoked activity in the rat somatosensory cortex.

大鼠体感皮层触毛间诱发活动的电压敏感染料成像。

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Neurosci.Lett. 381
影响因子：
0
作者：
Nakao et al.;T.Yoshimura;Yamamura et al.;Yasuo et al.;Yasuo et al.;Koike Y.;Inase M.;Kondo Y.;Takashima I.
通讯作者：
Takashima I.

Takashi Tsukiura: "Time-dependent neural activations related to recognition of people's names in emotional and neutral face-name associative learning : an fMRI study."NeuroImage. 20. 784-794 (2003)

Takashi Tsukiura：“在情感和中性面孔名称关联学习中与人名识别相关的时间依赖性神经激活：一项功能磁共振成像研究。”NeuroImage。