中枢神経系におけるD-セリンの時空間動態の可視化解析

中枢神经系统 D-丝氨酸时空动态的可视化分析

• 批准号: 11J05563
• 负责人: 瀧川 健司
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J05563/
• 关键词: D-セリン; センサー; 可視化

本研究では、D-セリンのシナプス近傍での時空間パターンが神経機能を特徴づける重要な因子であるとの視点に立ち、脳内D-セリンの動態を高い時空間解像度で可視化解析を実現する蛍光性D-セリンセンサーを開発し、D-セリンイメージング技術の確立を目指す。当該年度においては、申請者が構築した蛍光性センサーのハイスループット作製系を活用することでD-セリンセンサーの候補となる蛍光複合体の選抜および有望な蛍光複合体のD-セリンに対する応答性を評価した。高精細・高感度なイメージングを実現する上でダイナミックレンジの大きい蛍光性センサーを開発することが望ましいため、ハイスループット作製系で作製した数百種類の蛍光複合体に対してD-セリン投与によって惹起される蛍光強度変化を指標にスクリーニングを行った。その結果、D-セリン投与によって10%以上の蛍光強度変化率を示した蛍光複合体をOregon Green標識体から5種類、Alexa Fluor 488標識体から6種類、Cy3標識体から10種類取得することに成功した。これらの内、Alexa Fluor 488標識体の一つは最大で約35%という大きな蛍光強度変化率を示した。続いて、神経あるいはグリア細胞から放出され拡散していくD-セリンをリアルタイムに捕らえる上でD-セリンに対する適切な親和性を持つ蛍光性センサーを開発することが必要であるため、スクリーニングで選抜した有望な蛍光複合体のD-セリンに対する親和性を評価した。その結果、期待に反して蛍光複合体のD-セリンに対する親和性は低く、D-セリンイメージングが困難であると予想される性質を示した。現在、蛍光複合体にアミノ酸変異を加えることでD-セリンに対する親和性の改善に努めている。

在本研究中，我们旨在以高时空分辨率可视化和分析大脑中 D-丝氨酸的动态，基于突触附近 D-丝氨酸的时空模式是表征神经功能的重要因素的观点。荧光D-丝氨酸传感器并建立D-丝氨酸成像技术。在本财年，我们将利用申请人构建的荧光传感器高通量生产系统来选择作为D-丝氨酸传感器候选的荧光复合物，并评估有前景的荧光复合物对D-丝氨酸的响应性。由于需要开发具有大动态范围的荧光传感器以实现高清和高灵敏度成像，因此通过D-丝氨酸施用刺激了使用高通量生产系统制备的数百种荧光复合物。以荧光强度的变化为指标进行。结果，我们获得了 5 种来自 Oregon Green 标记的荧光复合物、6 种来自 Alexa Fluor 488 标记的荧光复合物和 10 种来自 Cy3 标记的荧光复合物，这些荧光复合物在施用后显示出 10% 或以上的荧光强度变化率。 D-丝氨酸成功了。其中，Alexa Fluor 488标记物质之一显示出最大约35%的大荧光强度变化率。接下来，需要开发一种对D-丝氨酸具有适当亲和力的荧光传感器，以便实时捕获从神经或神经胶质细胞释放并扩散的D-丝氨酸，因此我们通过筛选选择了有希望的亲和力的荧光缀合物。对D-丝氨酸进行了评估。结果，与预期相反，荧光复合物对 D-丝氨酸的亲和力较低，显示出使 D-丝氨酸成像困难的特性。我们目前正在努力通过向荧光复合物添加氨基酸突变来提高对 D-丝氨酸的亲和力。

项目成果

シナプス伝達を可視化する蛍光性グルタミン酸センサーの開発

开发荧光谷氨酸传感器以可视化突触传递

• 发表时间: 2014
• 作者: 瀧川 健司;並木 繁行;坂本 寛和;有吉 哲郎;金原 直也;浅沼 大祐;廣瀬 謙造
• 通讯作者: 廣瀬 謙造

シナプス伝達を可視化する高性能グルタミン酸センサーの開発

开发高性能谷氨酸传感器以可视化突触传递

• 发表时间: 2013
• 作者: 瀧川 健司;並木 繁行;坂本 寛和;有吉 哲郎;金原 直也;浅沼 大祐;廣瀬 謙造
• 通讯作者: 廣瀬 謙造

蛍光性バイオセンサーの効率的作製法の開発

开发生产荧光生物传感器的有效方法

• 发表时间: 2012
• 作者: 瀧川 健司;並木 繁行;坂本 寛和;有吉 哲郎;金原 直也;浅沼 大祐;廣瀬 謙造;瀧川 健司;瀧川 健司;瀧川健司
• 通讯作者: 瀧川健司

蛍光イメージングプローブのハイスループット作製技術の開発

荧光成像探针高通量生产技术开发

• 发表时间: 2012
• 作者: 瀧川 健司;並木 繁行;坂本 寛和;有吉 哲郎;金原 直也;浅沼 大祐;廣瀬 謙造;瀧川 健司;瀧川 健司
• 通讯作者: 瀧川 健司