失われていくシナプスにおけるシナプス伝達能喪失過程の解明

阐明丢失的突触传递能力丧失的过程

基本信息

批准号：
22K19367
负责人：
緑川光春
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Tokyo Women's Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19367/
关键词：
シナプス開口放出電気生理神経回路発達

项目摘要

成熟した神経回路の形成は脳機能の発現のために不可欠である。神経回路の形成期には神経細胞はその投射先に軸索を伸長し、標的となる神経細胞に対してシナプスを形成するが、発達初期にはシナプス形成が過剰に行われ、この時期に形成されたシナプスのおよそ40‐50%が発達に伴って失われて成熟した神経回路が形成されることが知られている。したがって、生き残るシナプスの発達（シナプス強化）と失われていくシナプスの消失（シナプス除去）は成熟した神経回路形成のためには等しく重要な機構である。生き残っていくシナプスがどのような機能分子を持っており、そこでのシナプス伝達がどのように発達していくのかという観点からの研究は盛んに行われており、その概要が明らかになりつつある。しかし失われていくシナプスに関しては、それらが何故失われてしまうのか、失われるまでにどのようにシナプス伝達が変化して最終的にシナプス構造自体が失われるのか、といった根源的な疑問は驚くべきことに未解決なままであり、未だに芽生え期の段階にある。本研究は失われるシナプスのシナプス前部を「実際に失われる前から」選択的に標識することに成功した（Midorikawa ＆ Miyata, PNAS, 2021）実験系に立脚しており、失われるシナプスでのシナプス伝達能がどのような原因・順序で失われていくのかを明らかにすることを目的とするものである。本年度は発達途上において将来失われるシナプス前終末に直接パッチクランプ法を適用することによってその電気生理学的、形態学的側面を検討した。

成熟神经回路的形成对于大脑功能的表达至关重要。在神经回路的形成期间，神经元将其轴突延伸到其投射目的地并形成针对目标神经元的突触，但在发育的早期阶段，突触的形成发生过度；已知大约40-50%的突触是发育的。在形成成熟神经回路的发育过程中丢失。因此，存活突触的发育（突触强化）和突触的丧失（突触消除）对于成熟神经回路的形成同样重要。人们从残存的突触具有什么样的功能分子以及突触传递如何在那里发展的角度进行了大量研究，轮廓正在变得更加清晰。然而，当谈到正在丢失的突触时，诸如它们为何丢失、突触传递如何变化直到它们丢失以及最终突触结构本身丢失等基本问题仍然特别令人惊讶，并且仍然处于研究阶段。它的新生阶段。这项研究基于一个实验系统，该系统成功地“在突触实际丢失之前”选择性地标记了丢失的突触前区域（Midorikawa & Miyata，PNAS，2021）。这项研究的目的是阐明丢失的突触的原因和顺序。突触传递能力丧失。今年，我们通过直接应用膜片钳技术，研究了突触前末梢的电生理学和形态学方面，这些方面在未来的发育过程中会丢失。