中枢神経シナプス前終末における開口放出機構の発達・経験依存的変化

プログラム

医学系研究継続助成　精神・神経・脳領域

所属機関

東京女子医科大学

所属部署

医学部　生理学（神経生理学分野）

キーワード

シナプス　神経回路可塑性　電気生理学　超解像イメージング　シナプス前機構

研究結果の概要

生後発達期における中枢神経回路の形成過程では、生後初期に過剰に形成されたシナプスのうち必要なものだけが生き残って強化され、不要なものが除去されることによって洗練された神経回路が完成していく。本研究では強化・除去される入力線維それぞれの機能的投射パターンの発達・経験依存的な変化を解明することを目指した。
本研究助成期間において、シナプス前部でどのような分子配列の変化が生じているのかについて超解像蛍光顕微鏡を用いたナノスケール解析を進めることができた。また、その結果と電気生理学的実験の結果に立脚したシミュレーションモデルを構築し、シナプス前部からの生理条件下での開口放出動態の発達・経験依存的な変化の分子基盤の実態に迫りつつある。
また、抗体染色によって生き残るシナプス前部と除去されるシナプス前部での発現パターンに大きな違いがあった標的分子に対するコンディショナルノックアウトマウスの形態・機能解析を行うことにより、発達過程において生き残るシナプス前部と除去されるシナプス前部で生じる機能的差異の分子基盤に迫ることを目指しており、現時点で形態面で大きな違いがあることを示す結果を得ている。

公表論文

Pathway-specific maturation of presynaptic functions of the somatosensory thalamus, Neurosci Res. 2022 Aug;181:1-8. doi: 10.1016/j.neures.2022.04.008.

Developmental and activity-dependent modulation of coupling distance between release site and Ca2+ channel. Front Cell Neurosci. 2022 Oct 26;16:1037721. doi: 10.3389/fncel.2022.1037721.

Editorial: Functional and molecular insights of neural circuit adaptation, refinement, and remodeling. Front Cell Neurosci. 2023 May 19;17:1213640. doi: 10.3389/fncel.2023.1213640.