ニューロンのカルシウムイメージング法

概要

カルシウムイオンはニューロンの機能に重要な役割を果たします。カルシウムイオンは、遺伝子発現の変化やシナプス小胞からの神経伝達物質放出などの細胞内シグナルとして働きます。細胞内のカルシウム濃度変化は、様々なシグナルに応答し選択的にイオンを輸送するポンプの存在により極めて流動的です。カルシウムイメージング法は、細胞内カルシウムの流動を測定し、活動中のニューロンのカルシウムシグナリングを直接観察できる素晴らしいテクニックです。

このビデオでは、まずカルシウムイメージングに用いる重要な試薬であるカルシウム指示薬について解説しています。代表的な指示薬であるFura-2やレシオメトリック及び非レシオメトリックカルシウム指示薬の原理について学ぶことができます。次に、細胞や指示薬の準備から蛍光画像の取得と解析に至るまで、一般的なカルシウムイメージング実験を紹介しています。最後に、神経回路網や感覚処理の研究などカルシウムイメージング法を利用した実験例をご覧いただけます。

手順

カルシウムイメージング法はニューロン機能に関わるカルシウムイオンの役割を明らかにするための非常に有用なテクニックです。カルシウムイオンは、シナプス小飽からの神経伝達物質の放出など数多くの細胞内シグナル発信を制御しています。カルシウムイメージング法を用いることで、神経と神経系組織間のカルシウムの流動を直接測定できます。このビデオでは、カルシウム指示薬、イメージング実験、このテクニックのアプリケーション例を紹介していきます。

最初にカルシウム指示薬の生化学的原理を学びましょう。

Fura-2をはじめとするカルシウム指示薬は、キレート剤であり、2つのパーツで構成されています。1つ目はカルシウムに選択的に結合するキレート部位です。2つ目は紫外線を照射する事で特異的な波長の蛍光を発する蛍光性色素部位です。

カルシウムに指示薬が結合するとその蛍光特性が変わり、カルシウム濃度の変化を定量化できるようになります。2種類の励起波長をニューロンに照射したとき、蛍光強度の違いがあらわれてきます。

さらにほとんどのカルシウム指示薬は細胞膜を通過できるように改良されてお

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Calcium ImagingNeuronsCalcium IonsIntracellular SignalsNeurotransmitter ReleaseCalcium FluxCalcium Indicator DyesChelator MoleculesFluorescent SiteExcitation WavelengthFluorescent IntensityCell MembraneBath SolutionBrain Tissue

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Overview

0:49

Biochemistry of Calcium Indicator Dyes

3:03

Procedure for Calcium Imaging in Neurons

6:33

Applications

8:11

Summary

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