光ピンセットを用いたAMPA型グルタミン酸受容体分子の光捕捉過程

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光ピンセットを用いたAMPA型グルタミン酸受容体分

子の光捕捉過程

著者

岸本龍典

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2017 年度修士論文要旨

光ピンセットを用いたAMPA型グルタミン酸受容体分子の

光捕捉過程

関西学院大学大学院理工学研究科

人間システム工学専攻工藤研究室岸本龍典

脳における神経回路網は、神経細胞が複雑なネットワークを形成し、シナプス結合を介して情報伝達を行う。本研究では、神経シナプス伝達過程の可逆的制御を目的として、興奮性神経伝達において主要な受容体分子である、AMPA型グルタミン酸受容体（AMPAR）の分子動態や分子数を集光レーザービームの光ピンセットにより操作する手法について検討した。AMPA受容体を量子ドット（QD）により標識し、光ピンセットを用いたAMPA受容体の光捕捉過程の蛍光解析を行った。ラット胎児海馬由来の神経細胞を培養し、免疫蛍光染色により生細胞条件において神経細胞表面に局在する AMPARの可視化に成功した。QD標識AMPAR（QD-AMPAR）に波長1064 nm の光ピンセット用レーザーを集光すると、QD-AMPARが時間とともに集光領域に引き寄せられる様子が観測され、QD-AMPARの光捕捉の可能性が示唆された。レーザー集光領域におけるQD-AMPARの分子動態の蛍光相関分光解析、および一粒子トラッキング解析を行い、レーザー光強度が高く、培養日数の経過とともにQD-AMPARの分子運動が遅くなる傾向を見出した。さらに、パッチクランプシステムを光ピンセット・蛍光顕微鏡システムに組み込み、QD-AMPARの分子操作に伴う神経細胞の電気活動変化が見られた。以上の結果から、光ピンセットにより神経細胞表面の QD-AMPAR が光捕捉され、集合することを明らかにし、光捕捉過程は培養日数、すなわち AMPAR の初期集合状態に依存することを示した。