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1990年代後半からSvobodaらによって、2光子顕微鏡が脳神経科学に導入され、神経回路ネットワークを保持したスライスおよび個体の生きた脳において、神経活動を観察可能になった。岡本、林らは、神経回路ネットワークを連結する部位、シナプスのシナプス後膜（スパイン）において、その形態を制御するactinの重合を可視化するためのFRETプローブを開発した<ref><pubmed>15361876</pubmed></ref>。また、ほぼ同時期において、脳のスライスにおいては、波長依存的な蛍光の吸収が生じるため、DonorとAcceptorの2波長を測定する蛍光強度比を測定するよりも、蛍光の散乱、吸収によって変化しない蛍光寿命測定法が導入された。安田、Svobodaらは、蛍光寿命測定を基に、スパインの構造的変化を誘導するシグナル伝達分子の活性化の変化を観察することに成功している<ref><pubmed>19295602</pubmed></ref><ref><pubmed>18556515</pubmed></ref><ref><pubmed>21423166</pubmed></ref>。 | 1990年代後半からSvobodaらによって、2光子顕微鏡が脳神経科学に導入され、神経回路ネットワークを保持したスライスおよび個体の生きた脳において、神経活動を観察可能になった。岡本、林らは、神経回路ネットワークを連結する部位、シナプスのシナプス後膜（スパイン）において、その形態を制御するactinの重合を可視化するためのFRETプローブを開発した<ref><pubmed>15361876</pubmed></ref>。また、ほぼ同時期において、脳のスライスにおいては、波長依存的な蛍光の吸収が生じるため、DonorとAcceptorの2波長を測定する蛍光強度比を測定するよりも、蛍光の散乱、吸収によって変化しない蛍光寿命測定法が導入された。安田、Svobodaらは、蛍光寿命測定を基に、スパインの構造的変化を誘導するシグナル伝達分子の活性化の変化を観察することに成功している<ref><pubmed>19295602</pubmed></ref><ref><pubmed>18556515</pubmed></ref><ref><pubmed>21423166</pubmed></ref>。 | ||
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個体においてもFRETが導入され、神経回路ネットワークにおけるシナプスの役割を解明する目的で、フェレットの大脳皮質視覚野にCaMKIIプローブを発現し、片眼剥奪によって、神経回路ネットワークに変化を起こした時のCaMKIIの活性化の変化を観測している<ref><pubmed>22160721</pubmed></ref>。また、神経活動をモニターする目的で、Knöfelらは、膜電位プローブVSFP2.3/2.42を開発し、マウスのヒゲ刺激の入力先であるbarrel cortexでの入力特異的な神経の活性化を観察している。 | |||
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また、病態との関係では、神経細胞内のカルシウム濃度を測定するために、オレゴングリーンの蛍光寿命の変化から、カルシウム濃度を測定し、アストロサイトでのカルシウム濃度が、アルツハイマー様マウスと正常マウスで違うことが報告されている<ref><pubmed>19251629</pubmed></ref>。 | |||
Homo-FRETも応用されている。例として、CaMKIIは、12量体を形成しているが、異方性の変化を基に、その構造中にdimerの単位が存在し、活性化に伴うdimer同士の位置関係が変化することが明らかにされている<ref><pubmed>19339497</pubmed></ref>。 | Homo-FRETも応用されている。例として、CaMKIIは、12量体を形成しているが、異方性の変化を基に、その構造中にdimerの単位が存在し、活性化に伴うdimer同士の位置関係が変化することが明らかにされている<ref><pubmed>19339497</pubmed></ref>。 | ||
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== 将来展望 == | == 将来展望 == | ||
脳研究は、生きたままの状態の脳の活動を明らかにする方向に移るであろう。蛍光タンパク質の蛍光強度、励起および蛍光波長の顕微鏡の性能の改良は日進月歩であり、応答の低さ、バックグランドの混入などの問題があるが、In vivoにおいては、FLIMなどが発揮するようになるだろう。また、神経活動に必要なシグナル伝達を同時に観察するために、マルチカラーイメージングの試みがなされるであろう。その際には、1つの蛍光の寿命を観察するFLIM測定が適している。 | |||
== 参考文献 == | == 参考文献 == | ||
<references/> | <references/> | ||