1分子イメージングによるシナプス可塑性の研究

单分子成像研究突触可塑性

基本信息

批准号：
06J06775
负责人：
坂内博子
金额：
$ 0.77万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

一般的に,神経伝達物質受容体はシナプス後膜に高い密度で集積している.シナプスに集積する受容体の数が神経活動依存的に増減することが,現在のところシナプス可塑性の分子基盤の一つであると考えられている.シナプスにおける受容体の数の変化を説明するために,細胞膜上におけるシナプスへの受容体の出入りすなわち受容体の側方拡散(diffusion)というファクターが近年注目されている.本研究は,神経活動が受容体の側方拡散制御を介してシナプスの受容体数を増減する仕組みを明らかにすることを目的とする.第一の実績は,神経活動が抑制性シナプス受容体GABA_A受容体の側方拡散とクラスターサイズを制御していることを発見したことである(未発表).海馬初代培養細胞において,薬理学的手法により神経の興奮性活動を促進したとき,GABA_A受容体の側方拡散が早くなり,シナプスにおける受容体のクラスターサイズが小さくなることを見いだした.さらに,受容体側方拡散には細胞外からのカルシウム流入が必要であることを示し,それを担うカルシウムチャネルの一部を同定した.本研究実績の第二は,量子ドットを利用して細胞膜上の分子の側方拡散を1分子レベルで測定する実験系と解析系を習得し,理化学研究所にそのセットアップを立ち上げる準備が整えたことである(Bannai et al.2006 Nature Protocols).また,東京大学医科学研究所の井上貴文助教授と共同で,実験データ解析プログラムを開発した.本研究は,フランスパリ高等師範学校のAntoine Trillerの研究室(Ecole Normale Superieure, Paris, Biologie Cellulaire de la Synapse N＆P, Inserm U497)にて実施された.

通常，神经递质受体在突触后膜中高密度积累。目前，突触可塑性的分子基础是突触处积累的受体数量根据神经活动而增加或减少，以解释受体数量的变化。在突触处，人们认为近年来，受体的横向扩散，即受体的进入和退出引起了人们的关注，第一个结果是神经元活动受到抑制性突触受体GABA_A受体的横向扩散的影响。我们发现，当原代培养的海马细胞中的神经元兴奋活性受到药理学促进时，光栅大小受到控制，GABA_A受体的横向扩散变得更快，发现突触处的受体簇尺寸变得更小。此外，横向受体扩散。涉及细胞我们证明了钙从外部流入是必要的，并确定了负责此的钙通道的一部分。这项研究的第二个结果是使用量子点通过一个分子来控制细胞膜上分子的横向扩散。掌握班奈测量的实验和分析系统等人，2006 Nature Protocols）。我们还与东京大学医学科学研究所的 Takafumi Inoue 副教授（巴黎 Superieure，Biologie Cellulaire de la Synapse N&P，Inserm U497）合作开发了一个实验数据分析程序。