Kamiya Haruyuki
| Faculty of Medicine Interdisciplinary Medicine Department of Medical Biology | Professor |
| Offi ce for the Advancement of Quality Assurance | Professor |
Last Updated :2025/06/10
■Researcher basic information
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Researcher number
- 10194979
Researcher ID
- E-7199-2010
J-Global ID
Educational Organization
- Bachelor's degree program, Departments of Medicine, School of Medicine
- Master's degree program, Graduate School of Medicine
- Doctoral (PhD) degree program, Graduate School of Medicine
■Career
Career
Position History
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Papers
- Modeling analysis of depolarization-assisted afterdischarge in hippocampal mossy fibers
Haruyuki Kamiya
Frontiers in Neural Circuits, 18, 08 Jan. 2025, [Peer-reviewed], [Invited], [Lead author, Last author, Corresponding author], [International Magazine]
English, Scientific journal, - Ectopic burst induced by blockade of axonal potassium channels on the mouse hippocampal mossy fiber
Haruyuki Kamiya
Frontiers in Cellular Neuroscience, 18, Frontiers Media SA, 04 Jul. 2024, [Peer-reviewed], [Lead author, Last author, Corresponding author]
English, Scientific journal, A potassium channel blocker 4-AP has been shown to exert pronounced convulsive action to generate burst firings when applied to hippocampal slices. However, it remains unclear how the blockade of potassium channels leads to the generation of burst firings. One possibility is ectopic spiking from the sites different from those for physiological spike initiation at the axon initial segment, as suggested for several experimental models of epileptogenesis in vitro. To test for possible ectopic spiking at the distal axon by 4-AP application, direct recordings from large mossy fiber terminals were made with the loose-patch clamp technique in mouse hippocampal slices. To localize the action of 4-AP on the distal axon, focal perfusion, as well as micro-cut to disconnect soma and distal axons, were adopted. Focal application of 4-AP on the distal portion of mossy fibers reliably induced burst discharges of the mossy fiber terminals. Photochemical blockade of potassium channels at distal axons, by the application of RuBi-4-AP, a visible wavelength blue light-sensitive caged compound, and the illumination of blue light caused robust bursting activity originating from distal axons. Computer simulation suggested that local blockade of axonal potassium channels prolongs the duration of action potentials and thereby causes reverberating spiking activities at distal axons and subsequent antidromic propagation toward the soma. Taken together, it was suggested that local blockade of voltage-dependent potassium channels in distal axons by application of 4-AP is sufficient to cause a hyperexcitable state of hippocampal mossy fiber axons., 46858148 - Simulation test for impartment of use-dependent plasticity by inactivation of axonal potassium channels on hippocampal mossy fibers
Fumeng Zheng, Haruyuki Kamiya
Frontiers in Cellular Neuroscience, 17, 1154910, 26 Apr. 2023, [Peer-reviewed], [Last author, Corresponding author], [International Magazine]
English, Scientific journal, 34011520 - Modeling analysis of subthreshold voltage signaling along hippocampal mossy fiber axons
Haruyuki Kamiya
Frontiers in Cellular Neuroscience, 16, Frontiers Media SA, 22 Aug. 2022, [Peer-reviewed], [Invited], [Lead author, Last author, Corresponding author]
English, Scientific journal, Axons are classically thought of as electrically well isolated from other parts of the neurons due to the shape of a long cable-like structure. In contrast to this classical view on axonal compartmentalization, recent studies revealed that subthreshold depolarization of soma and dendrite passively propagates to the axons for a substantial distance, as demonstrated in some experimentally accessible axons including hippocampal mossy fibers and cortical pyramidal cell axons. Passive propagation of subthreshold dendritic EPSPs to the axons, defined as EPreSPs (excitatory presynaptic potentials), has been demonstrated to affect transmitter release from the axon terminals. To further characterize and explore the functional significance of passive subthreshold voltage signaling along the axons, the model of EPreSPs along hippocampal mossy fibers, proposed by Alle and Geiger, was reconstructed on the NEURON simulator. To test the effect of EPreSPs on action potentials and transmitter release from the axon terminals, additional conductances were incorporated into the previous passive propagation model. These include the axonal sodium, potassium, and leak channels as well as presynaptic calcium channels composed of P/Q-, N-, and R-types, which are reconstructed from the properties of those recorded from mossy fiber boutons experimentally. In this revised model, the preceding subthreshold EPreSPs slightly reduced the action potential-evoked presynaptic calcium currents by a decrease in the amplitude of action potentials due to the slow depolarization. It should be mentioned that EPreSPs by themselves elicited small calcium currents during subthreshold depolarization through these high-voltage activated calcium channels. Since the previous experimental study by simultaneous pre and postsynaptic recordings demonstrated that EPreSPs enhanced action potential-evoked transmitter release from the mossy fiber terminals, it has been suggested that different mechanisms from the enhancement of action potential-evoked presynaptic calcium entry may involve enhanced transmitter release by EPreSP. Small calcium entry by subthreshold EPreSPs may enhance transmitter release from the mossy fiber terminals by acting as high-affinity calcium sensors for enhancing transmitter release. Another form of axonal subthreshold voltage signaling, GABA-EPreSPs elicited by a spillover of GABA from surrounding interneurons, was also explored. Functional consequences of the two modes of axonal subthreshold voltage signaling were discussed with the simulation results. - Editorial: Axon neurobiology: fine-scale dynamics of microstructure and function
Haruyuki Kamiya
Frontiers in Cellular Neuroscience, 14, Frontiers Media SA, 23 Sep. 2020, [Peer-reviewed], [Invited], [Lead author, Corresponding author], [International Magazine]
English, Scientific journal - Excitability tuning of axons by afterdepolarization
Haruyuki Kamiya
Frontiers in Cellular Neuroscience, 13, Frontiers Media SA, 26 Aug. 2019, [Peer-reviewed], [Lead author, Last author, Corresponding author]
English, Scientific journal - Modeling analysis of axonal after potential at hippocampal mossy fibers
Haruyuki Kamiya
Frontiers in Cellular Neuroscience, 13, 14 May 2019, [Peer-reviewed], [Lead author, Last author, Corresponding author]
English, Scientific journal - Sodium channel-dependent and -independent mechanisms underlying axonal afterdepolarization at mouse hippocampal mossy fibers
Haruyuki Kamiya
eNeuro, 5, 4, 09 Aug. 2018, [Peer-reviewed], [Last author, Corresponding author]
English, Scientific journal - Sevoflurane inhibits presynaptic calcium influx without affecting presynaptic action potentials in hippocampal CA1 region.
Hasegawa K, Kamiya H, Morimoto Y
Biomedical research (Tokyo, Japan), 39, 5, 223, 230, 2018, [Peer-reviewed], [Domestic magazines]
English, Scientific journal, Although diverse effects of volatile anesthetics have been investigated in various studies, the mechanisms of action of such anesthetics, especially sevoflurane, remain elusive. In contrast to their potent modulation of inhibitory synaptic transmission there is little information about their effects on excitatory transmission in the brain. In this study, we examined the effect of sevoflurane on the excitatory synaptic transmission at CA1 synapses in hippocampal slices of mice. Sevoflurane at 5% was mixed with 95% O2 and 5% CO2 and bubbled in artificial cerebral spinal fluid (0.69 mM). Extracellular recordings of the field excitatory postsynaptic potential (fEPSP) and presynaptic fiber volley (FV) were made at physiological temperature. In addition, fluorescent measurements of presynaptic Ca2+ transients were performed while simultaneously recording fEPSP. Application of sevoflurane reduced the amplitude of fEPSP (45 ± 8%, n = 5). This effect was accompanied by concurrent enhancement of the paired-pulse facilitation of fEPSP (127 ± 5%, n = 12), suggesting a possible presynaptic site of action of sevoflurane. The amplitude of FV was not significantly affected (102 ± 5%, n = 5). In contrast, fluorescent measurements revealed that presynaptic Ca2+ influx was suppressed by sevoflurane (69 ± 5%, n = 7), as was simultaneously recorded fEPSP (44 ± 5%, n = 7). Our results suggest that sevoflurane potently suppresses excitatory synaptic transmission via inhibition of presynaptic Ca2+ influx without affecting presynaptic action potentials. - Short-term depression of axonal spikes at the mouse hippocampal mossy fibers and sodium channel-dependent modulation
Shunsuke Ohura, Haruyuki Kamiya
eNeuro, 5, 1, Society for Neuroscience, 01 Jan. 2018, [Peer-reviewed], [Last author, Corresponding author]
English, Scientific journal - Synapse-specific effects of IL-1 beta on long-term potentiation in the mouse hippocampus
Koji Hoshino, Kan Hasegawa, Haruyuki Kamiya, Yuji Morimoto
BIOMEDICAL RESEARCH-TOKYO, 38, 3, 183, 188, 2017, [Peer-reviewed]
English, Scientific journal - PSD-95 regulates synaptic kainate receptors at mouse hippocampal mossy fiber-CA3 synapses
Etsuko Suzukia, Haruyuki Kamiya
NEUROSCIENCE RESEARCH, 107, 14, 19, Jun. 2016, [Peer-reviewed], [Last author, Corresponding author]
English, Scientific journal - Excitability tuning of axons in the central nervous system
Shunsuke Ohura, Haruyuki Kamiya
JOURNAL OF PHYSIOLOGICAL SCIENCES, 66, 3, 189, 196, May 2016, [Peer-reviewed], [Last author, Corresponding author]
English - Voltage-gated calcium and sodium channels mediate Sema3A retrograde signaling that regulates dendritic development
Naoya Yamashita, Reina Aoki, Sandy Chen, Aoi Jitsuki-Takahashi, Shunsuke Ohura, Haruyuki Kamiya, Yoshio Goshima
BRAIN RESEARCH, 1631, 127, 136, Jan. 2016, [Peer-reviewed]
English, Scientific journal - Serotonergic modulation of inhibitory synaptic transmission in mouse inferior colliculus
Nobuyuki Obara, Haruyuki Kamiya, Satoshi Fukuda
BIOMEDICAL RESEARCH-TOKYO, 35, 1, 81, 84, Feb. 2014, [Peer-reviewed]
English, Scientific journal - Photochemical approach for analysis of AMPA receptor dynamics
Kamiya Haruyuki
JOURNAL OF PHYSIOLOGICAL SCIENCES, 63, S38, 2013, [Peer-reviewed] - Photochemical Inactivation Analysis of Temporal Dynamics of Postsynaptic Native AMPA Receptors in Hippocampal Slices
Haruyuki Kamiya
JOURNAL OF NEUROSCIENCE, 32, 19, 6517, 6524, May 2012, [Peer-reviewed], [Lead author, Last author, Corresponding author]
English, Scientific journal - Heterosynaptic enhancement of the excitability of hippocampal mossy fibers by long-range spill-over of glutamate
Takeshi Uchida, Satoshi Fukuda, Haruyuki Kamiya
HIPPOCAMPUS, 22, 2, 222, 229, Feb. 2012, [Peer-reviewed], [Last author]
English, Scientific journal - Assessing the roles of presynaptic ryanodine receptors and adenosine receptors in caffeine-induced enhancement of hippocampal mossy fiber transmission
Ikuma Sato, Haruyuki Kamiya
NEUROSCIENCE RESEARCH, 71, 2, 183, 187, Oct. 2011, [Peer-reviewed], [Last author]
English, Scientific journal - Observation of hippocampal mossy fiber axons and terminals by single-terminal electroporation of fluorescent dye
Haruyuki Kamiya
NEUROSCIENCE RESEARCH, 71, E322, E322, 2011, [Peer-reviewed], [Lead author, Last author, Corresponding author]
English - Irreversible photoinactivation of AMPA receptors in hippocampal slice
Haruyuki Kamiya
JOURNAL OF PHYSIOLOGICAL SCIENCES, 60, S84, S84, 2010, [Peer-reviewed], [Lead author, Last author, Corresponding author]
English - NMDA Receptor GluN2B (GluR epsilon 2/NR2B) Subunit Is Crucial for Channel Function, Postsynaptic Macromolecular Organization, and Actin Cytoskeleton at Hippocampal CA3 Synapses
Kaori Akashi, Toshikazu Kakizaki, Haruyuki Kamiya, Masahiro Fukaya, Miwako Yamasaki, Manabu Abe, Rie Natsume, Masahiko Watanabe, Kenji Sakimura
JOURNAL OF NEUROSCIENCE, 29, 35, 10869, 10882, Sep. 2009, [Peer-reviewed]
English, Scientific journal - TETANIC STIMULATION OF COMMISSURAL ASSOCIATIONAL SYNAPSES MODULATES THE EXCITABILITY OF HIPPOCAMPAL MOSSY FIBERS
Takeshi Uchida, Satoshi Fukuda, Haruyuki Kamiya
JOURNAL OF PHYSIOLOGICAL SCIENCES, 59, 233, 233, 2009, [Peer-reviewed], [Last author]
English - GluR epsilon 2 subunit is crucial for NMDA receptor activity and regulation of postsynaptic macromolecular organization
Kaori Akashi, Toshikazu Kakizaki, Haruyuki Kamiya, Masahiro Fukaya, Miwako Yamasaki, Manabu Abe, Masahiko Watanabe, Kenji Sakimura
NEUROSCIENCE RESEARCH, 65, S139, S140, 2009, [Peer-reviewed]
English - CAFFEINE-INDUCED MODULATION OF ACTION POTENTIAL WAVEFORM AT THE HIPPOCAMPAL MOSSY FIBER AXONS
Masataka Yaginuma, Haruyuki Kamiya
JOURNAL OF PHYSIOLOGICAL SCIENCES, 59, 145, 145, 2009, [Peer-reviewed], [Last author, Corresponding author]
English - BUMETANIDE-SENSITIVE AND -INSENSITIVE ACTIONS OF GABA(A) RECEPTORS ON THE EXCITABILITY OF THE HIPPOCAMPAL MOSSY FIBERS
Haruyuki Kamiya
JOURNAL OF PHYSIOLOGICAL SCIENCES, 59, 236, 236, 2009, [Peer-reviewed], [Lead author, Last author, Corresponding author]
English - Caffeine-induced synaptic enhancement under blockade of adenosine A1 receptors at the hippocampal mossy fiber synapse
Ikuma Sato, Haruyuki Kamiya
NEUROSCIENCE RESEARCH, 65, S143, S144, 2009, [Peer-reviewed], [Last author]
English - COMMON SIGNALING MECHANISMS FOR LONG-TERM POTENTIATION AND DOPAMINE-INDUCED SYNAPTIC ENHANCEMENT AT THE HIPPOCAMPAL MOSSY FIBER SYNAPSES
Nobuyuki Obara, Satoshi Fukuda, Haruyuki Kamiya
JOURNAL OF PHYSIOLOGICAL SCIENCES, 59, 137, 137, 2009, [Peer-reviewed], [Last author, Corresponding author]
English - Reply to Scott and Rusakov: Roles of presynaptic Ca2+ store at the hippocampal mossy fiber synapse
Haruyuki Kamiya
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, 105, 45, E81, E81, Nov. 2008, [Peer-reviewed], [Lead author, Last author, Corresponding author]
English - Use-dependent amplification of presynaptic Ca2+ signaling by axonal ryanodine receptors at the hippocampal mossy fiber synapse
Hidemi Shimizu, Masahiro Fukaya, Miwako Yamasaki, Masahiko Watanabe, Toshiya Manabe, Haruyuki Kamiya
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, 105, 33, 11998, 12003, Aug. 2008, [Peer-reviewed], [Last author, Corresponding author]
English, Scientific journal - Evidence against GABA release from glutamatergic mossy fiber terminals in the developing hippocampus
UCHIGASHIMA, M, FUKAYA, M, WATANABE, M, KAMIYA, H
Journal of Neuroscience, 27, 30, 8088, 8100, 25 Jul. 2007, [Peer-reviewed], [Last author, Corresponding author]
Scientific journal - Interactions between plexin-A2, plexin-A4, and semaphorin 6A control lamina-restricted projection of hippocampal mossy fibers
Fumikazu Suto, Miu Tsuboi, Haruyuki Kamiya, Hidenobu Mizuno, Yuji Kiyama, Shoji Komai, Masayuki Shimizu, Makoto Sanbo, Takeshi Yagi, Yasushi Hiromi, Alain Chedotal, Kevin J. Mitchell, Toshiya Manabe, Hajime Fujisawa
NEURON, 53, 4, 535, 547, Feb. 2007, [Peer-reviewed]
English, Scientific journal - Calcium store and presynaptic plasticity in the hippocampus
Haruyuki Kamiya
NEUROSCIENCE RESEARCH, 58, S13, S13, 2007, [Peer-reviewed], [Lead author, Last author, Corresponding author]
English - Abundant distribution of TARP gamma-8 in synaptic and extrasynaptic surface of hippocampal neurons and its major role in AMPA receptor expression on spines and dendrites
Masahiro Fukaya, Mika Tsujita, Maya Yamazaki, Etsuko Kushiya, Manabu Abe, Kaori Akashi, Rie Natsume, Masanobu Kano, Haruyuki Kamiya, Masahiko Watanabe, Kenji Sakimura
EUROPEAN JOURNAL OF NEUROSCIENCE, 24, 8, 2177, 2190, Oct. 2006, [Peer-reviewed]
English, Scientific journal - Rab3 GTPase-activating protein regulates synaptic transmission and plasticity through the inactivation of Rab3
Ayuko Sakane, Shinji Manabe, Hiroyoshi Ishizaki, Miki Tanaka-Okamoto, Emi Kiyokage, Kazunori Toida, Takayuki Yoshida, Jun Miyoshi, Haruyuki Kamiya, Yoshimi Takai, Takuya Sasaki
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, 103, 26, 10029, 10034, Jun. 2006, [Peer-reviewed]
English, Scientific journal - Localization of diacylglycerol lipase-alpha around postsynaptic spine suggests close proximity between production site of an endocannabinoid, 2-arachidonoyl-glycerol, and presynaptic cannabinoid CB1 receptor
T Yoshida, M Fukaya, M Uchigashima, E Miura, H Kamiya, M Kano, M Watanabe
JOURNAL OF NEUROSCIENCE, 26, 18, 4740, 4751, May 2006, [Peer-reviewed]
English, Scientific journal - Spine targeting of endocannabinoid synthesizing enzyme, diacylglycerol lipase-alpha in the cerebllum and hippocampus
Takayuki Yoshida, Masahiro Fukaya, Motokazu Uchigashima, Eriko Miura, Haruyuki Kamiya, Masanobu Kano, Masahiko Watanabe
NEUROSCIENCE RESEARCH, 55, S77, S77, 2006, [Peer-reviewed]
English - Distribution of TARP Gamma-8 on hippocampal neurons and its key role in synaptic and extrasynaptic expression for AMPA receptors
Masahiro Fukaya, Mika Tsujita, Maya Yamazaki, Etsuko Kushiya, Manabu Abe, Kaori Akashi, Masanobu Kano, Haruyuki Kamiya, Kenji Sakimura, Masahiko Watanabe
NEUROSCIENCE RESEARCH, 55, S172, S172, 2006, [Peer-reviewed]
English - Epileptic seizure in mice deficient in mu 3B subunit of AP-3B complex.
F Nakatsu, M Okada, H Iwasa, G Zhu, Y Kasagi, F Mori, H Kamiya, A Harada, Shimoyama, I, K Wakabayashi, T Manabe, S Kaneko, S Yuasa, T Saito, H Ohno
EPILEPSIA, 46, 67, 68, 2005, [Peer-reviewed]
English - Possible involvement of AP-3B in VGAT-associated inhibitory synaptic function
F Nakatsu, M Okada, F Mori, N Kumazawa, H Iwasa, G Zhu, Y Kasagi, H Kamiya, A Harada, K Nishimura, A Takeuchi, T Miyazaki, M Watanabe, S Yuasa, T Manabe, K Wakabayashi, S Kaneko, T Saito, H Ohno
MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL, 15, 221A, 221A, Nov. 2004, [Peer-reviewed]
English - Defective function of GABA-containing synaptic vesicles in mice lacking the AP-3B clathrin adaptor
F Nakatsu, M Okada, F Mori, N Kumazawa, H Iwasa, G Zhu, Y Kasagi, H Kamiya, A Harada, K Nishimura, A Takeuchi, T Miyazaki, M Watanabe, S Yuasa, T Manabe, K Wakabayashi, S Kaneko, T Saito, H Ohno
JOURNAL OF CELL BIOLOGY, 167, 2, 293, 302, Oct. 2004, [Peer-reviewed]
English, Scientific journal - 転写因子RX/raxの発現によるマウスES細胞の網膜亜集団への分化(Retinal fate specification of mouse embryonic stem cells by ectopic expression of Rx/rax,a homeobox gene)
渡辺 すみ子, 田畑 陽子, 大内 靖夫, 神谷 温之, 真鍋 俊也, 新井 賢一
神経化学, 43, 2-3, 381, 381, (一社)日本神経化学会, Aug. 2004
English - Specification of the retinal fate of mouse embryonic stem cells by ectopic expression of Rx/Rax, a homeobox gene
Y Tabata, Y Ouchi, H Kamiya, T Manabe, K Arai, S Watanabe
MOLECULAR AND CELLULAR BIOLOGY, 24, 10, 4513, 4521, May 2004, [Peer-reviewed]
English, Scientific journal - Presynaptic Ca2+ entry is unchanged during hippocampal mossy fiber long-term potentiation
H Kamiya, K Umeda, S Ozawa, T Manabe
JOURNAL OF NEUROSCIENCE, 22, 24, 10524, 10528, Dec. 2002, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
English, Scientific journal - Kainate receptor-dependent short-term plasticity of presynaptic Ca2+ influx at the hippocampal mossy fiber synapses
H Kamiya, S Ozawa, T Manabe
JOURNAL OF NEUROSCIENCE, 22, 21, 9237, 9243, Nov. 2002, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
English, Scientific journal - シナプス前カイニン酸受容体を介する海馬苔状線維の後脱分極応答
神谷 温之, 真鍋 俊也
日本生理学雑誌, 64, 10, 220, 220, (一社)日本生理学会, Oct. 2002
Japanese - forskolinによるマウス海馬苔状線維の興奮性の増強
梅田 和昌, 神谷 温之, 清原 壽一, 真鍋 俊也
日本生理学雑誌, 64, 4, 83, 83, (一社)日本生理学会, Apr. 2002
Japanese - Kainate receptor-dependent presynaptic modulation and plasticity
H Kamiya
NEUROSCIENCE RESEARCH, 42, 1, 1, 6, Jan. 2002, [Peer-reviewed], [Lead author, Last author, Corresponding author]
English, Scientific journal - 神経系特異的AP-3B複合体・μ3B遺伝子欠損マウスの作成・解析
中津 史, 湯浅 茂樹, 岩佐 博人, 神谷 温之, 真鍋 俊也, 齊藤 隆, 大野 博司
日本細胞生物学会大会講演要旨集, 54回, 96, 96, (一社)日本細胞生物学会, May 2001
Japanese - Role of Rab GDP dissociation inhibitor alpha in regulating plasticity of hippocampal neurotransmission
H Ishizaki, J Miyoshi, H Kamiya, A Togawa, M Tanaka, T Sasaki, K Endo, A Mizoguchi, S Ozawa, Y Takai
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, 97, 21, 11587, 11592, Oct. 2000, [Peer-reviewed]
English, Scientific journal - Kainate receptor-mediated presynaptic inhibition at the mouse hippocampal mossy fibre synapse
H Kamiya, S Ozawa
JOURNAL OF PHYSIOLOGY-LONDON, 523, 3, 653, 665, Mar. 2000, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
English, Scientific journal - Re-evaluation of phorbol ester-induced potentiation of transmitter release from mossy fibre terminals of the mouse hippocampus
HONDA, I, KAMIYA, H, YAWO, H
Journal of Physiology-London, 529, 3, 2000
Scientific journal - Re-evaluation of phorbol ester-induced potentiation of transmitter release from mossy fibre terminals of the mouse hippocampus
Honda, I., Kamiya, H., Yawo, H.
Journal of Physiology, 529, 3, 2000
Scientific journal - Dual mechanism for presynaptic modulation by axonal metabotropic glutamate receptor at the mouse mossy fibre-CA3 synapse
H Kamiya, S Ozawa
JOURNAL OF PHYSIOLOGY-LONDON, 518, 2, 497, 506, Jul. 1999, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
English, Scientific journal - Kainate receptor-mediated inhibition of presynaptic Ca2+ influx and EPSP in area CA1 of the rat hippocampus
H Kamiya, S Ozawa
JOURNAL OF PHYSIOLOGY-LONDON, 509, 3, 833, 845, Jun. 1998, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
English, Scientific journal - Differential effects of phorbol ester on AMPA and NMDA components of excitatory postsynaptic currents in dentate neurons of rat hippocampal slices
K Obokata, H Kamiya, S Ozawa
NEUROSCIENCE RESEARCH, 29, 2, 171, 179, Oct. 1997, [Peer-reviewed]
English, Scientific journal - Phorbol ester and forskolin suppress the presynaptic inhibitory action of group-II metabotropic glutamate receptor at rat hippocampal mossy fibre synapse
Kamiya, H., Yamamoto, C.
Neuroscience, 80, 1, 1997
Scientific journal - A metabotropic glutamate receptor agonist DCG-IV suppresses synaptic transmission at mossy fiber pathway of the guinea pig hippocampus
Yoshino, M., Sawada, S., Yamamoto, C., Kamiya, H.
Neuroscience Letters, 207, 1, 1996, [Peer-reviewed], [Last author, Corresponding author]
Scientific journal - Activation of metabotropic glutamate receptor type 2/3 suppresses transmission at rat hippocampal mossy fibre synapses
Kamiya, H., Shinozaki, H., Yamamoto, C.
Journal of Physiology, 493, 2, 447, 455, 1996, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
Scientific journal - Suppression of presynaptic calcium influx by metabotropic glutamate receptor agonists in neonatal rat hippocampus
Yoshino, M., Kamiya, H.
Brain Research, 695, 2, 1995, [Peer-reviewed], [Lead author, Last author, Corresponding author]
Scientific journal - Residual Ca2 + and short-term synaptic plasticity
Haruyuki Kamiya, Robert S. Zucker
Nature, 371, 6498, 603, 606, Springer Science and Business Media LLC, Oct. 1994, [Peer-reviewed], [Lead author]
Scientific journal - Long‐lasting potentiation of synaptic transmission in the schaffer collateral‐commissural pathway of the guinea pig hippocampus by activation of postsynaptic N‐methyl‐D‐aspartate receptor
Kamiya, H., Sawada, S., Yamamoto, C.
Synapse, 13, 2, 186, 194, 1993, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
Scientific journal - Enhancement of postsynaptic responsiveness during long-term potentiation of mossy fiber synapses in guinea pig hippocampus
Yamamoto, C., Sawada, S., Kamiya, H.
Neuroscience Letters, 138, 1, 1992, [Peer-reviewed], [Last author]
Scientific journal - An empirical test for the reliability of quantal analysis based on Pascal statistics
Kamiya, H., Sawada, S., Yamamoto, C.
Journal of Neuroscience Methods, 42, 1-2, 1992, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
Scientific journal - Persistent enhancement of transmitter release accompanying long-term potentiation in the guinea pig hippocampus
Kamiya, H., Sawada, S., Yamamoto, C.
Neuroscience Letters, 130, 2, 259, 262, 1991, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
Scientific journal - Some pharmacological differences between hippocampal excitatory and inhibitory synapses in transmitter release: An in vitro study
Kamiya, H.
Synapse, 8, 3, 229, 235, 1991, [Peer-reviewed], [Lead author, Last author, Corresponding author]
Scientific journal - Quantal components of the synaptic potential induced in hippocampal neurons by activation of granule cells, and the effect of 2-amino-4-phosphonobutyric acid.
Yamamoto, C., Higashima, M., Sawada, S., Kamiya, H.
Hippocampus, 1, 1, 93, 106, 1991, [Peer-reviewed], [Last author]
Scientific journal - Amiloride suppresses the induction of long‐term potentiation in the mossy fiber pathway but not in the commissural/associational pathway of the hippocampal CA3 region
Kamiya, H.
Synapse, 3, 3, 1989, [Peer-reviewed], [Lead author, Last author, Corresponding author]
Scientific journal - Simultaneous recording of presynaptic spikes and excitatory postsynaptic potentials from monosynaptically connected hippocampal neurons
Sawada, S., Kamiya, H., Yamamoto, C.
Neuroscience Letters, 103, 1, 34, 38, 1989, [Peer-reviewed]
Scientific journal - Quantal analysis of synaptic plasticity in the hippocampus
Yamamoto, C., Sawada, S., Kamiya, H.
Biomedical Research, 10, SUPPL. 2, 1989, [Peer-reviewed], [Last author]
Scientific journal - Additive feature of long-term potentiation and phorbol ester-induced synaptic enhancement in the mossy fiber-CA3 synapse
Kamiya, H., Sawada, S., Yamamoto, C.
Experimental Neurology, 102, 3, 1988, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
Scientific journal - Synthetic ω-conotoxin blocks synaptic transmission in the hippocampus in vitro
Kamiya, H., Sawada, S., Yamamoto, C.
Neuroscience Letters, 91, 1, 1988, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
Scientific journal
Other Activities and Achievements
- Axonal ectopic burst induced by repetitive stimuli of hippocampal mossy fiber
Haruyuki Kamiya, ModelDB #2018003, 22 Jan. 2025, [Lead author, Last author, Corresponding author] - Axonal K channel inhibition promotes ectopic burst of hippocampal mossy fiber
ModelDB #2015571, Jul. 2024, [Lead author, Last author, Corresponding author] - Activity-dependent broadening of axonal spikes by inactivating K channels
Haruyuki Kamiya, ModelDB, #267617, Apr. 2023, [Lead author, Last author, Corresponding author]
English, Others, 34011520 - Axonal subthreshold voltage signaling along hippocampal mossy fiber
Kamiya H, ModelDB, #267512, Aug. 2022, [Lead author, Last author, Corresponding author]
English, Others - Evaluation of passive component of propagating AP in mossy fiber axons
Kamiya H, ModelDB, #263034, Jun. 2020, [Invited], [Lead author, Last author, Corresponding author]
ModelDB, English - Photochemical inactivation analysis of temporal dynamics of postsynaptic native AMPA receptors in hippocampal slices
神谷 温之, 北海道醫學雜誌 = Acta medica Hokkaidonensia, 88, 4, 146, 146, 01 Sep. 2013
Japanese - カイニン酸型グルタミン酸受容体
鈴木江津子, 神谷温之, 脳科学辞典, Aug. 2013, [Peer-reviewed], [Invited], [Last author, Corresponding author]
Introduction commerce magazine - ケミカルニューロバイオロジー : 新たな分子ツールによる神経研究の新戦略 (S37)
神谷 温之, 尾藤 晴彦, 日本生理学雜誌, 75, 2, 92, 96, 01 Mar. 2013
Japanese - NMDA RECEPTOR GLUN2B SUBUNIT IS CRUCIAL FOR CHANNEL FUNCTION AND POST-SYNAPTIC MOLECULAR ORGANIZATION AT HIPPOCAMPAL CA3 SYNAPSES
K. Sakimura, K. Akashi, T. Kakizaki, H. Kamiya, M. Fukaya, M. Yamasaki, M. Abe, R. Natsume, M. Watanabe, JOURNAL OF NEUROCHEMISTRY, 110, 92, 92, Sep. 2009
English, Summary international conference - 神経可塑性のシナプス前性メカニズム
神谷温之, 金沢大学十全医学会雑誌, 117, 3, 94, 95, 01 Sep. 2008
研究紹介2010年10月より全文公開., 金沢大学十全医学会 = The Juzen Medical Society Kanazawa University, Japanese - 【神経回路の制御と脳機能発現のメカニズム 細胞移動・接着から記憶・学習・行動発現までの分子基盤解明と研究を躍進させる最新技術】 神経回路研究に利用される技術 蛍光色素を用いたシナプス前部機能イメージング
神谷 温之, 実験医学, 26, 12, 1979, 1984, Jul. 2008
(株)羊土社, Japanese - The role of TARP gamma-8 (DVCC gamma-8) in AMPA receptor localization and function in hippocampus
M Tsujita, M Fukaya, H Kamiya, M Abe, M Yamazaki, E Kushiya, R Natsume, M Watanabe, K Sakimura, JOURNAL OF PHARMACOLOGICAL SCIENCES, 100, 76P, 76P, 2006
English, Summary international conference - Rab3 GAPによるシナプス伝達と可塑性の制御
坂根亜由子, 真鍋進治, 石崎宏好, 岡本三紀, 吉田隆行, 三好淳, 神谷温之, 高井義美, 佐々木卓也, 日本分子生物学会年会講演要旨集, 28th, 307, 25 Nov. 2005
Japanese - NMDA receptor GLUR epsilon 2/NR2B subunit is crucial for hippocampal synaptic functions
K Akashi, T Kakizaki, H Kamiya, M Fukaya, M Watanabe, K Sakimura, JOURNAL OF NEUROCHEMISTRY, 94, 59, 59, Aug. 2005
English, Summary international conference - PROFILE
神谷 温之, 日本生理学雜誌 = JOURNAL OF THE PHYSIOLOGICAL SOCIETY OF JAPAN, 66, 6, 198, 199, 01 Jun. 2004
Japanese - 神経系特異的AP-3B複合体・μ3B遺伝子欠損マウスに見られるてんかん様けいれん発症機構の解析
中津 史, 岡田 元宏, 岩佐 博人, Zhu Gang, 笠置 泰史, 森 文秋, 神谷 温之, 原田 彰宏, 下山 一郎, 若林 孝一, 真鍋 俊也, 兼子 直, 湯浅 茂樹, 齊藤 隆, 大野 博司, てんかん研究, 21, 1, 37, 37, Feb. 2003
(一社)日本てんかん学会, Japanese - 中枢神経の可塑性 第5回 高次脳機能 学習・記憶と海馬シナプス伝達の可塑性
神谷温之, 真鍋俊也, 総合リハビリテーション, 30, 10, 915, 919, 10 Oct. 2002
Japanese - 講座 中枢神経の可塑性(5)高次脳機能--学習・記憶と海馬シナプス伝達の可塑性
神谷温之, 真鍋俊也, 総合リハビリテ-ション, 30, 10, 915, 919, Oct. 2002
医学書院, Japanese - 神経系特異的AP‐3B複合体・μ3B遺伝子欠損マウスの作成・解析
中津史, 岡田元宏, 神谷温之, 原田彰宏, 若林孝一, 笠置泰史, 湯浅茂樹, 斉藤隆, 大野博司, 日本神経科学大会プログラム・抄録集, 25th, 192, 07 Jul. 2002
Japanese - 脳の可塑性を支える分子機構 (特集《神経情報処理》最前線--情報科学と神経科学の融合)
神谷温之, Computer today, 19, 4, 24, 28, Jul. 2002
サイエンス社, Japanese - 《神経情報処理》最前線 情報科学と神経科学の融合 脳の可塑性を支える分子機構
神谷温之, Comput Today, 19, 4, 24, 28, 01 Jul. 2002
サイエンス社, Japanese - forskolinによるマウス海馬苔状線維の興奮性の増強
梅田和昌, 神谷温之, 清原寿一, 真鍋俊也, 日本生理学雑誌, 64, 4, 2002 - シナプス前カイニン酸受容体を介する海馬苔状線維の後脱分極応答
神谷温之, 真鍋俊也, 日本生理学雑誌, 64, 10, 2002 - Study on the overall progress in brain researches. Elucidation of mechanism of synaptic plasticity by the visualization of nerve ending activity.
神谷温之, 脳研究の総合的推進に関する研究 平成12年度採択公募班員, 11, 2002
Japanese - Establishment of neuron-specific mu 3B-deficient mice
F Nakatsu, S Yuasa, H Iwasa, H Kamiya, A Harada, T Manabe, T Saito, H Ohno, MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL, 12, 377A, 377A, Nov. 2001
English, Summary international conference - 神経系特異的AP-3B複合体・μ3B遺伝子欠損マウスの作成・解析
中津史, 湯浅茂樹, 岩佐博人, 神谷温之, 真鍋俊也, 斉藤隆, 大野博司, 日本細胞生物学会大会講演要旨集, 54th, 2001 - Rab GDIα欠損マウスの表現型解析 Rab GDIαの神経伝達物質放出に対する抑制作用
石橋宏好, 三好淳, 戸川温, 田中三紀, 神谷温之, 小沢瀞司, 阪口岳, 佐々木卓也, 高井義美, 日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集, 22nd, 475, 22 Nov. 1999
Japanese - Function of presynapic kainate-type glutamate receptors expressed in hippocampal mossy fiber terminals. (Ministry of Education S).
神谷温之, 神経回路の機能発達4 平成11年, 117, 118, 1999
Japanese - Presynaptic glutamate receptors in the central nervous system.
神谷温之, 日産科学振興財団研究報告書, 21, 21, 175, 178, Dec. 1998
日産科学振興財団, Japanese - Glutamate receptors in the mammalian central nervous system
S Ozawa, H Kamiya, K Tsuzuki, PROGRESS IN NEUROBIOLOGY, 54, 5, 581, 618, Apr. 1998, [Peer-reviewed]
English - Potentiation of hippocampal mossy fiber synaptic transmission by presynaptic kainate type glutamate receptor. (Ministry of Education S).
神谷温之, 神経回路の機能発達3 平成10年, 103, 104, 1998
Japanese - Material basis of the synapse plasticity. Ca ion and plasticity.
神谷温之, Clin Neurosci, 15, 10, 1108, 1110, Oct. 1997
Japanese - Research on strengthening mechanism of central synapse by hippocampus single nerve terminal imaging. (Ministry of Education S).
神谷温之, 神経回路の機能発達2 平成9年, 113, 114, 1997
Japanese - 長期増強の起源
山本 長三郎, 神谷 温之, 日本生理学雑誌, 57, 増刊, 217, 223, Mar. 1995, [Last author]
(一社)日本生理学会, Japanese - Long-term potentiation in hippocampus.
山本長三郎, 神谷温之, 神経研究の進歩, 35, 6, 926, 932, Dec. 1991, [Last author]
Japanese - Special issue : molecular mechanism of memory for long-term potentiation.Memory and long-term potentiation.
神谷温之, 山本長三郎, 実験医学, 8, 12, 1553, 1559, Aug. 1990, [Invited], [Lead author, Corresponding author]
Japanese
Books and other publications
- 〔Major achievements〕生理学用語ハンドブック
日本生理学会用語委員会
丸善出版, Mar. 2024, 9784621309087, [Compilation] - Insights in Cellular Neurophysiology: 2021
Cherubini, E, Tropea, D, Maffei, A, Kamiya H: Modeling analysis of subthreshold voltage signaling along hippocampal mossy fiber axons. pp.199-209
Frontiers Media SA, Nov. 2022, [Contributor] - 〔Major achievements〕Axon Neurobiology: Fine-Scale Dynamics of Microstructure and Function
Haruyuki Kamiya, Dominique Debanne
Frontiers Media SA, Dec. 2020, [Joint editor]
Lectures, oral presentations, etc.
- 〔Major achievements〕Local control of the propagation of action potential along hippocampal mossy fiber
Haruyuki Kamiya
The 102nd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan, 17 Mar. 2025, English, Public symposium
17 Mar. 2025 - 19 Mar. 2025, 46050092, [Invited] - Modeling depolarization-assisted afterdischarge of hippocampal mossy fiber
Haruyuki Kamiya
The 13th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer, 27 Feb. 2025, English, Poster presentation
27 Feb. 2025 - 28 Feb. 2025 - 〔Major achievements〕Stimulus-induced burst of hippocampal mossy fiber projection
Haruyuki Kamiya
The 101st Annual Meeting of the Physiological Society of Japan, 28 Mar. 2024, English, Public symposium
28 Mar. 2024 - 30 Mar. 2024, [Invited] - Stimulus-induced bursts of hippocampal mossy fibers
Haruyuki Kamiya
The 12th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer, 27 Feb. 2024, English, Nominated symposium
27 Feb. 2024 - 28 Feb. 2024, [Invited] - 〔Major achievements〕Activity-dependent regulatory mechanism of axonal excitability
Haruyuki Kamiya
第100回日本生理学会大会シンポジウム, 16 Mar. 2023, English, Public symposium
14 Mar. 2023 - 16 Mar. 2023, 34011520, [Invited] - Computational test for the roles of potassium channel inactivation in short-term plasticity
Haruyuki Kamiya
The 11th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer, 17 Feb. 2023, English, Nominated symposium
17 Feb. 2023 - 18 Feb. 2023, [Invited] - 〔Major achievements〕A computational approach for analyzing subthreshold voltage signaling along axon
Haruyuki Kamiya
The 99th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan, 18 Mar. 2022, English, Public symposium
16 Mar. 2022 - 18 Mar. 2022, [Invited] - Modeling subthreshold voltage signaling along axon in the hippocampus
Haruyuki Kamiya
The 10th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer, 18 Feb. 2022, English, Nominated symposium
18 Feb. 2022 - 19 Feb. 2022, [Invited] - 〔Major achievements〕Subcellular analysis of propagation and oscillation of single axon
Haruyuki Kamiya
第126回日本解剖学会総会･全国学術集会・第98回日本生理学会大会合同大会シンポジウム, 30 Mar. 2021, English, Public symposium
[Invited] - Dynamic tuning of axonal excitability in the hippocampus
Haruyuki Kamiya
The 9th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer, 05 Dec. 2020, English, Nominated symposium
[Invited] - 〔Major achievements〕Computational neurobiology of axonal spike signaling
Kamiya H
第97回日本生理学会大会シンポジウム（誌上開催）, 17 Mar. 2020, English, Public symposium
[Invited] - Distal axon as a potential oscillator for network activities in the hippocampus
Haruyuki Kamiya
The 8th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer, 13 Feb. 2020, English, Nominated symposium
[Invited] - 〔Major achievements〕Dynamic control of spike signaling by axonal afterdepolarization
神谷 温之
第96回日本生理学会大会シンポジウム / 9th FAOPS, 30 Mar. 2019, English, Public symposium
[Invited], [International presentation] - Short-term plasticity of axonal spike signaling in the hippocampus
Haruyuki Kamiya
Zuckerfest: a celebration of the life and times of Bob Zucker, 23 Mar. 2019, English, Nominated symposium
[Invited] - Temporal integration of axonal spike signaling in the hippocampus
Haruyuki Kamiya
The 7th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer, 02 Feb. 2019, English, Nominated symposium
[Invited] - 〔Major achievements〕Axonal burst and epileptogenesis
Haruyuki Kamiya
第95回日本生理学会大会シンポジウム, 29 Mar. 2018, English
[Invited] - Local control of axonal excitability in the hippocampus
Haruyuki Kamiya
The 6th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer, 02 Feb. 2018, English, Nominated symposium
[Invited] - 〔Major achievements〕海馬における軸索スパイクのアナログ制御
大浦 峻介, 神谷 温之
第94回日本生理学会大会シンポジウム, 29 Mar. 2017, English
[Invited] - Noncannonical mode of burst firing originated from distal axon
Haruyuki Kamiya
The 5th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer, 28 Feb. 2017, English, Nominated symposium
[Invited] - 〔Major achievements〕カイニン酸受容体による海馬苔状線維の興奮性制御
神谷 温之
第93回日本生理学会大会シンポジウム, 23 Mar. 2016, English
[Invited], [Domestic Conference] - Modelling spike signalling in the hippocampal axons
Haruyuki Kamiya
The 4th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer, 23 Feb. 2016, English, Nominated symposium
[Invited] - Physiology of single CNS axon: rediscovery of analogue tuning of axonal spikes
Haruyuki Kamiya
University of Bordeaux Neurocampus Seminar, 22 Jan. 2016, English, Public discourse
[Invited] - 軸索興奮性と活動電位伝播の調節
神谷 温之
第38回日本神経科学学会大会ミニシンポジウム, 29 Jul. 2015, English
[Invited], [Domestic Conference] - 〔Major achievements〕軸索の神経生物学：膜興奮と伝播
神谷 温之
第120回日本解剖学会総会･全国学術集会・第92回日本生理学会大会合同大会合同教育プログラム 教育講演, 22 Mar. 2015, Japanese
[Invited] - 〔Major achievements〕海馬苔状線維軸索興奮性の局所制御
神谷 温之
第120回日本解剖学会総会･全国学術集会・第92回日本生理学会大会合同大会シンポジウム, 22 Mar. 2015, English
[Invited], [Domestic Conference] - Fine control of axonal spikes by neural activity
Haruyuki Kamiya
The 3rd RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer, 19 Feb. 2015, English, Nominated symposium
[Invited] - 〔Major achievements〕グルタミン酸受容体の時空間制御におけるシナプス後肥厚の役割
鈴木 江津子, 神谷 温之
第91回日本生理学会大会シンポジウム, 16 Mar. 2014, Japanese
[Invited], [Domestic Conference] - Network mechanism of high frequency oscillation in the hippocampus
Haruyuki Kamiya
The 2nd RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer, 21 Feb. 2014, English, Nominated symposium
[Invited] - 〔Major achievements〕AMPA受容体ダイナミクスの光化学的解析
神谷 温之
第90回日本生理学会大会シンポジウム, 27 Mar. 2013, English
[Invited], [Domestic Conference] - Towards input-specific photoinactivation of neuronal networks in the hippocampus
Haruyuki Kamiya
The 1st RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer, 05 Nov. 2012, English, Nominated symposium
[Invited] - 〔Major achievements〕光反応性ブロッカーを用いたグルタミン酸受容体動態のシナプス「その場」解析
神谷 温之
第89回日本生理学会大会シンポジウム, 31 Mar. 2012, English
[Invited] - シナプス前リアノジン受容体による海馬苔状線維シナプス可塑性の増幅機構
神谷温之
第30回日本神経科学学会大会, 11 Sep. 2007, English, Public symposium
[Invited] - カルシウムストアと海馬プレシナプス可塑性
神谷 温之
第30回日本神経科学学会大会シンポジウム, 11 Sep. 2007, English
[Invited] - Re-evaluation of GABA releasing hypothesis from hippocampal mossy fiber terminals
Kamiya Haruyuki
Proceedings of Annual Meeting of the Physiological Society of Japan, 2006
It has been hypothesized that hippocampal mossy fiber terminals of young rodents release GABA in addition to glutamate. Using whole cell-clamp recordings in mouse slice preparations, I re-examined this possibility with paying attentions about the conditions to evoke monosynaptic GABAergic responses by stimulation of mossy fibers. Strong stimulus to the stratum granulosum of dentate gyrus or stimulus to the stratum lucidum of CA3 region elicited IPSCs in CA3 neurons in the presence of glutamate receptor antagonists 10 μM CNQX and 25 μM D-AP5, and these putative "monosynaptic IPSCs" were abolished by addition of GABAA receptor antagonist 100 μM picrotoxin. In contrast, weak stimulus to the stratum granulosum never elicited IPSCs in the presence of CNQX and D-AP5. The responses to weak and strong stimuli also displayed differential sensitivity to group II mGluR agonist DCG-IV; application of 1 μM DCG-IV almost abolished the responses to weak stimulus and left substantial responses to strong stimulus which were inhibited by further application of picrotoxin. These results suggested that strong stimulus to stratum granulosum causes monosynaptic IPSCs by stimulating inhibitory interneurons in addition to mossy fibers, and mossy fiber terminals themselves may not release GABA. [J Physiol Sci. 2006;56 Suppl:S85] - Presynaptic mechanisms for synaptic plasticity in the hippocampus
Haruyuki Kamiya
Multi-institutional International Symposium on "mei", English, Nominated symposium
05 Dec. 2005 - 07 Dec. 2005, [Invited] - Rab3 GAPによるシナプス伝達と可塑性の制御
坂根亜由子, 真鍋進治, 石崎宏好, 岡本三紀, 吉田隆行, 三好淳, 神谷温之, 高井義美, 佐々木卓也
日本分子生物学会年会講演要旨集, 25 Nov. 2005, Japanese - 海馬におけるシナプス可塑性の分子機構：シナプス前終末イメージング法を用いた研究
神谷温之
第11回行動薬理研究会, 05 Aug. 2005, Japanese, Invited oral presentation
[Invited] - 海馬スライスを用いたシナプス機能の研究
神谷温之
第1回革新脳科学COE国内シンポジウム, 18 Feb. 2005, Japanese, Nominated symposium
[Invited] - 転写因子RX/raxの発現によるマウスES細胞の網膜亜集団への分化(Retinal fate specification of mouse embryonic stem cells by ectopic expression of Rx/rax,a homeobox gene)
渡辺 すみ子, 田畑 陽子, 大内 靖夫, 神谷 温之, 真鍋 俊也, 新井 賢一
神経化学, Aug. 2004, English - 軸索標識法によるシナプス前終末内カルシウム動態の解析
神谷温之
第77回日本薬理学会年会シンポジウム, 08 Mar. 2004, Japanese, Nominated symposium
[Invited] - Kainate receptor-mediated modulation of synaptic transmission and plasticity
Kamiya Haruyuki
Proceedings of Annual Meeting of the Physiological Society of Japan, 2004
Kainate receptors (KARs) are poorly understood subtype of ionotropic glutamate receptors distributing widely and heterogeneously in the central nervous system (CNS). Recent studies elucidated the roles of KARs in activity-dependent modulation of synaptic transmission at certain synapses in the CNS, including hippocampal mossy fiber synapses where KAR subunits are most abundantly expressed. An important notice of these studies is that these receptors localize not only on postsynaptic but also on presynaptic membrane, and these presynaptic KARs impart an 'presynaptic' associativity to mossy fiber long-term potentiation (MF-LTP), an unusual form of plasticity that is independent of NMDA receptor activation and is expressed presynaptically. Homosynaptic as well as heterosynaptic positive feedback regulation of transmitter release via presynaptic KARs provides a novel way of signaling at the central synapses. To examine the cellular mechanism of activity-dependent modulation by presynaptic KARs, we adopted optical methods to monitor presynaptic Ca2+ and voltage transients at the mossy fiber synapses. We revealed that activation of presynaptic KARs elicits prominent depolarization of the presynaptic terminals and causes use-dependent facilitation of presynaptic Ca2+ influx by an action potential. Thus, presynaptic KARs at the mossy fiber synapses amplify presynaptic Ca2+ rise during repeated stimuli, and thereby affect the threshold of induction of MF-LTP. [Jpn J Physiol 54 Suppl:S33 (2004)] - γ1サブユニット欠損マウスを用いたカイニン酸型グルタミン酸受容体の機能解析
明石肇, 柿崎利和, 阿部学, 夏目里恵, 神谷温之, 深谷昌弘, 渡辺雅彦, 崎村建司
生化学, 25 Aug. 2002, Japanese - 神経系特異的AP‐3B複合体・μ3B遺伝子欠損マウスの作成・解析
中津史, 岡田元宏, 神谷温之, 原田彰宏, 若林孝一, 笠置泰史, 湯浅茂樹, 斉藤隆, 大野博司
日本神経科学大会プログラム・抄録集, 07 Jul. 2002, Japanese - 〔Major achievements〕海馬苔状線維終末カルシウム流入促通へのカイニン酸受容体の関与
神谷温之, 真鍋俊也
第79回日本生理学会大会, 28 Mar. 2002, Japanese, Nominated symposium
[Invited] - 〔Major achievements〕海馬シナプス前終末におけるカルシウム流入の可塑的変化
神谷温之
第78回日本生理学会大会, 29 Mar. 2001, Japanese, Nominated symposium
[Invited] - 神経系特異的AP‐3B複合体・μ3B遺伝子欠損マウスの作成・解析
中津史, 湯浅茂樹, 岩佐博人, 神谷温之, 真鍋俊也, 斉藤隆, 大野博司
日本細胞生物学会大会講演要旨集, 2001, Japanese - Rab GDIα欠損マウスの表現型解析 Rab GDIαの神経伝達物質放出に対する抑制作用
石橋宏好, 三好淳, 戸川温, 田中三紀, 神谷温之, 小沢瀞司, 阪口岳, 佐々木卓也, 高井義美
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集, 22 Nov. 1999, Japanese - 〔Major achievements〕Presynaptic glutamate receptors in the hippocampus
Haruyuki Kamiya
The 75th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan Satellite Symposium “Slow synaptic responses and modulation”, English, Nominated symposium
30 Mar. 1998 - 31 Mar. 1998, [Invited] - 〔Major achievements〕甲殻類ニューロンと哺乳類中枢ニューロンのシナプス前終末内Ca2+動態と短期可塑性
神谷温之
第74回日本生理学会大会シンポジウム, 26 Mar. 1997, Japanese, Nominated symposium
[Invited] - Suppression of presynaptic calcium influx by metabotropic glutamate receptor agonists in neonatal rat hippocampus
Haruyuki Kamiya
The 25th Seminar on Science and Technology―Neuroscience, English, Public discourse
09 Dec. 1994 - 10 Dec. 1994, [Invited] - 〔Major achievements〕Long-term potentiation in the mossy fiber-CA3 synapse of the guinea pig
Haruyuki Kamiya
The International Workshop on Plasticity of Synaptic Transmission, English, Nominated symposium
27 Mar. 1989 - 30 Mar. 1989, [Invited]
Affiliated academic society
Research Themes
- Multicellular Neurobiocomputing (Administrative Group)
Grants-in-Aid for Scientific Research
01 Apr. 2024 - 31 Mar. 2029
山本 英明, 香取 勇一, 松井 鉄平, 谷井 孝至, 平野 愛弓, 正水 芳人, 神谷 温之, 河野 崇, 平田 豊
Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A), Tohoku University, 24H02329 - 多細胞神経ネットワークの学習と変調の神経回路基盤
科学研究費助成事業
Apr. 2024 - Mar. 2029
神谷 温之, 桂林 秀太郎
日本学術振興会, 学術変革領域研究(A), 北海道大学, 24H02336 - 軸索小胞体ネットワークによる神経シグナル制御機構の解明
科学研究費助成事業
01 Apr. 2025 - 31 Mar. 2028
神谷 温之
日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 25K09842 - Subcellular analysis of the mechanism underlying ectopic spike generation in axon
Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Apr. 2021 - Mar. 2025
神谷 温之
本研究では、例外的に大型の海馬苔状線維の軸索終末からサブセルラーパッチクランプによる直接記録を行い、また、苔状線維を模した最新の数理モデルに基づくシミュレーションを組み合わせ、 遠位軸索における異所性スパイク発生の検証、異所性スパイクの発生部位の同定、シミュレーションによる異所性スパイクの数理モデル解析などを行う。通常の活動電位発生部位である軸索初節部ではなく、遠位軸索で活動電位が生じる、いわゆる「異所性スパイク」について直接的に検証し、遠位軸索における異所性スパイクの発生機構について追及する。本年度は、苔状線維の形態的特徴と、直接記録で測定した電気生理学特性を加味した苔状線維軸索の興奮伝播モデルを用いて、遠位軸索での異所性スパイク発生について、発生部位と発生機構に関する検証を試みた。海馬苔状線維の通過型軸索の構造と実験的に計測されたイオンチャンネルの特性を導入したマルチコンパートメントモデルを構築し、カリウムチャンネルブロッカーである4-アミノピリジンの遠位軸索への局所投与による異所性スパイクのバースト発火について、シミュレーションによる数理モデル解析を試みた。遠位軸索部の一部からカリウムコンダクタンスを除去したモデルでは活動電位の遷延化により反復する活動電位、すなわちバースト発火を生じることが明らかとなった。軸索を順行性に伝播する活動電位が遠位軸索部での局所的な興奮性上昇により異所性スパイクのバースト発火を生じる可能性が示唆された。
Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Hokkaido University, 21K06434 - Multicellular Information Representation in the Animal Brains
Grants-in-Aid for Scientific Research
23 Aug. 2021 - 31 Mar. 2024
正水 芳人, 神谷 温之
脳をバイオコンピューティングシステムとして扱った場合の特徴は、その損傷耐性と自己組織性にある。本研究ではモデル動物(げっ歯類)を対象とし、大脳皮質・運動野損傷モデルの実験系を用いる。具体的には、損傷前後と運動機能回復過程における運動課題実行時、大脳皮質での神経活動変化を、in vivo カルシウムイメージングを用いて計測する。神経細胞が興奮する際には、細胞内のカルシウムイオン濃度が上昇するため、蛍光カルシウムセンサーを神経細胞に遺伝子発現させることによって、神経活動の可視化ができる。In vivoカルシウムイメージングの特徴は、単一細胞レベルで多細胞の神経活動の計測、長期間・同一神経細胞の細胞体での神経活動の計測、樹状突起および軸索での神経活動の計測が可能な点である。本年度は、げっ歯類が運動課題実行時に、高速で広視野のin vivoカルシウムイメージングを行うために必要な課題装置と顕微鏡のセットアップを行った。顕微鏡には多点走査型共焦点スキャンユニットが取り付けてある。多点走査型共焦点スキャンユニットは、広げたレーザー光を多数のピンホールを持つ高速回転する円盤に照射し、1000本のレーザー光線に分割することで、観察視野を1000点同時に走査するため、一点走査型よりも高速に広視野でのイメージングが可能である。今後この顕微鏡を用いて、運動機能回復過程における運動課題実行時の大脳皮質での神経活動変化の解明を目指す。
Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B), Doshisha University, 21H05166 - 軸索による高速ネットワーク律動の発振メカニズムの解明
科学研究費補助金(基盤研究(C))
2018 - 2020
神谷 温之
文部科学省, Principal investigator, Competitive research funding - 軸索のサブセルラー機能解析システムと最適化モデルの構築
科学研究費補助金（挑戦的萌芽研究）
2016 - 2018
神谷 温之
文部科学省, Principal investigator, Competitive research funding - 単一神経終末エレクトロポレーションによるシナプス前ギャップ結合の機能解析
科学研究費補助金（挑戦的萌芽研究）
2013 - 2015
神谷 温之
文部科学省, Principal investigator, Competitive research funding - Dynamic roles of postsynaptic density in glutamate receptor trafficking
Grants-in-Aid for Scientific Research
2012 - 2014
KAMIYA Haruyuki
In this study, we examined the dynamics of endogenous AMPA-type glutamate receptors at the intact synapses in acute hippocampal slices using photochemical inactivation by using photoreactive AMPA receptor antagonist ANQX. Postsynaptic AMPA receptors are less mobile at the resting condition, and the synaptic delivery from intracellular reserve pools were accererated during induction of long-term potentiation. We also adopted photochemical inactivation in hippocampal slices obtained from knock out mice of PSD95, one of the major proteins of postsynaptic density. In PSD95 kockout mice, synaptic delivery were accererated during the resting condition than wild type mice. These results suggested that PSD95 serves as a receptor slot to limit the mobility of AMPA receptors during the resting condition, and may upregulated after the induction of long-term potentiation to increase the synaptic efficacy.
Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 24300140 - Functional analysis of neuronal circuit by synaptic photoinactivation
Grants-in-Aid for Scientific Research
2011 - 2012
KAMIYA Haruyuki
To clarify the roles of individual input in the complex neuronal circuitry, photochemical inactivation of glutamatergic transmission using a photoreactive AMPA receptor antagonist ANQX was adopted for hippocampal slice preparations. Input (layer) specific block was applicable to the hippocampal slice preparation using local UV illumination in combination with application of ANQX.
Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 23650201 - Cellular and molecular basis of hippocampal presynaptic calcium store
Grants-in-Aid for Scientific Research
2009 - 2011
KAMIYA Haruyuki
Subcellular localization of calcium releasing sites from presynaptic calcium store in hippocampal mossy fiber synapse was examined. Using high speed confocal microscope system, calcium imaging within mossy fiber terminals and axons was performed. Calcium indicator was efficiently introduced to single mossy fiber terminals and axons by electroporation through microelectrode placed on visually identified mossy fiber terminals.
Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 21300146 - シナプス前クロライド濃度勾配の発生機構の解明
科学研究費補助金(挑戦的萌芽研究)
2009 - 2010
神谷温之
海馬苔状線維シナプスのシナプス前都にはGABA_A受容体が発現することが近年の研究で明らかになった。クロライドチャンネルであるGABA_A受容体の活性化により苔状線維終末の脱分極を生じることから、シナプス前部では細胞内クロライド濃度が細胞体より高く保たれていると推定されている。今年度は、細胞内クロライド濃度の神経細胞内の空間的な分布や濃度勾配を直接的に証明するために、蛍光クロライド指示薬を用いたシナプス前部でのクロライドイメージングを試みた。マウス海馬スライス標本において苔状線維の起始細胞である歯状回顆粒細胞に単一細胞レベルで蛍光クロライド指示薬MEQを負荷するために、単一細胞エレクトロボレーションの条件検討を行い、小型の細胞である歯状回顆粒細胞の細胞体に直視下に蛍光色素を効率的に導入することが可能になった。しかしながら、顆粒細胞の軸索である苔状線維軸索は極めて微細で、また、スライス内を立体的に走行し、共焦点顕微鏡を用いても苔状線維の神経終末部まで連続して蛍光をモニターすることが困難な場合がしばしばであった。そこで、もうひとつのアプローチとして、細胞膜透過型蛍光クロライド指示薬であるdihydro-MEQ(6-methoxy-N-ethyl-1,2-dihydroquinoline)を軸索標識法により多くの苔状線維に同時に導入することを試みている。苔状線維軸索の走行するCA3野透明層にdihydro-MEQを微量注入し、軸索内に取り込まれた後に軸索輸送の機構を介して輸送されることを利用して、多くのスライス表面の苔状線維シナプス前部(終末部および軸索部)に蛍光クロライド指示薬を負荷するための条件検討を行った。
文部科学省, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 21650093 - 光分子不活化法によるシナブス機能の光操作法の開発
科学研究費補助金(萌芽研究)
2006 - 2007
神谷 温之
脳の主要な興奮性伝達物質受容体であるグルタミン酸受容体のシナプス局在はダイナミックに制御されている。本研究では、新規に開発された「cagedグルタミン酸受容体ブロッカー」であるANQXの光分解法を用いて、海馬スライス標本におけるAMPA型グルタミン酸受容体の分子動態を解析することを目的とする。ANQXは古典的なAMPA受容体阻害薬であるDNQXに光反応性のazido基を導入した化合物(ANQX:6-azido-7-nitro-1,4-dihydroquinoxaline-2,3-dione)である。光学的な手法を用いることで、時間的・空間的にコントロールされた形でグルタミン酸受容体機能を不活化することが可能となる。この点を利用して、紫外線照射によりAMPA受容体を不活化し、その後の応答の回復の時間経過を観察する。海馬スライス標本において、入力線維の刺激あるいはグルタミン酸の局所投与によるAMPA受容体応答を記録し、ANQX投与後に紫外線を照射し、AMPA受容体応答を減弱させる。時間的・空間的にコントロールされた形で細胞膜に発現するAMPA型グルタミン酸受容体機能を不活化し、その後の応答の回復の時間経過を観察することで、受容体トラフィックの速度論的解析を行う。本年度は、昨年度に合成したANQXを海馬スライス標本のニューロンに適用し光不活化実験を行うための予備実験を開始し、ANQXの局所還流投与の条件や照射時間や強度などの条件について検討した。
文部科学省, 萌芽研究, 北海道大学, Competitive research funding, 18650106 - 光不活化法によるグルタミン酸受容体トラフィックのリアルタイム解析
科学研究費補助金(特定領域研究)
2006 - 2007
神谷 温之
本研究では、新規に開発された「cagedグルタミン酸受容体ブロッカー」であるANQXの光分解法を用いて、海馬スライス標本におけるAMPA型グルタミン酸受容体の分子動態をリアルタイムで解析することを目的とした。これまでの研究でGFPや金コロイド粒子などの分子タグで標識されたAMPA受容体のシナプス発現が動的に制御されることが明らかとなったが、分子標識が付いていない内在性の受容体の動態を調べた報告は無く、本研究はこの点を明らかにすることを目指した。紫外線の照射により「cagedグルタミン酸受容体ブロッカー」であるANQXを光学的に分解することで、時間的・空間的にコントロールされた形で細胞膜に発現するグルタミン酸受容体機能を不活化することが可能となる。そこで、光照射によりAMPA受容体を不活化し、その後の応答の回復の時間経過を観察することで、受容体トラフィックの速度論的解析を行う。本年度は、昨年度の本研究で合成したANQXを海馬スライス標本のニューロンに適用し光不活化実験を行うための予備実験を開始し、照射時間や強度などの条件を定めた。また、今後AMPA受容体トラフィックの分子機構を追求するために、AMPA受容体の足場タンパクであるTARPsファミリーのうち、海馬で最も強い発現がみられるγ8のノックアウトマウスの電気生理学的解析を行い、AMPA受容体のシナプス発現が著しく低下することを明らかにした。
文部科学省, 特定領域研究, 北海道大学, Competitive research funding, 18059001 - 海馬シナプスにおける神経活動依存的な伝達物質スイッチング
科学研究費補助金(特定領域研究)
2006 - 2007
神谷 温之
海馬苔状線維シナプスが、興奮性伝達物質であるグルタミン酸に加えて抑制性伝達物質であるGABAを放出するとの仮説が提唱されている。このグルタミン酸シナプスからのGABA放出は幼弱期にのみ生じ、成熟脳では消失するが、成熟脳でもてんかん原性の獲得に伴い再出現することから、神経伝達物質モダリティーの可塑性としても興味深い。本研究では、このうち幼弱期海馬苔状線維シナプスにおける「グルタミン酸・GABA共放出仮説」の妥当性について詳細な電気生理的・免疫組織化学的な再検討を行い、「グルタミン酸・GABA共放出仮説」を棄却する結果を得た。すなわち、これまでに報告された歯状回顆粒細胞層刺激によるGABA性IPSPは抑制性介在ニューロンの共刺激によるものであり、弱い刺激強度を用いて苔状線維を選択的に刺激した際にはIPSPは生じなかった。また、グルタミン酸シナプスである苔状線維終末にはGABAおよび合成酵素GADがわずかに発現するが、小胞放出に不可欠なVGATはほとんど発現していなかった。幼弱期の海馬苔状線維終末はGABAを合成することができるが、放出できないと考えた。今後は、もう一つの興味深い仮説である、てんかん原性獲得に伴う成体脳でのGABA放出の再出現の可能性について、電気生理学的な解析ならびにGABAシグナリングに関わるGABA、GAD、VGATなどの分子の免疫組織学的解析により検討していきたい。
文部科学省, 特定領域研究, 北海道大学, Competitive research funding, 18021001 - Examination of co-release hypothesis of glutamate and GABA at the hippocampal mossy fiber synapse
Grants-in-Aid for Scientific Research
2005 - 2007
KAMIYA Haruyuki, KAMIYA Haruyuki
Recent studies suggested that hippocampal mossy fiber terminals of young rodents release GABA in addition to glutamate. In this study, we examined the exact cellular mechanisms underlying co-release of GABA and glutamate using whole cell recordings in hippocampal slices as well as immunohistochemistry in young mice (P14-P21). Strong stimulus to the granule cell layer of dentate gyrus reliably elicited IPSCs in CA3 neurons in the presence of glutamate receptor antagonists 10μM CNQX and 25μM D-AP5. These putative monosynaptic IPSCs were abolished by further application of GABA_A receptor antagonist 100μM picrotoxin. In contrast, weak stimulus to the granule cell layer never elicited IPSCs in the presence of CNQX and D-AP5. The differential effects of the glutamate receptor antagonists between strong and weak stimuli suggested that some additional cellular components were recruited by the strong stimulus of the granule cell layer. We also examined localization of GABA and the GABA-synthesizing enzyme GAD immunohistochemically, and found that GABA and GAD were expressed weakly at the mossy fiber terminals. However, vesicular GABA transporter VGAT was not detected within the terminals. These results suggested that strong stimulus to the granule cell layer causes apparent monosynaptic IPSCs by stimulating inhibitory interneurons in addition to mossy fibers, and the hippocampal mossy fiber terminals themselves may not release GABA in young mouse.
Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Competitive research funding, 17300125 - 海馬シナプスにおけるグルタミン酸・GABA共放出のメカニズム
科学研究費補助金(特定領域研究)
2005 - 2005
神谷 温之
本研究では、幼弱期苔状線維シナプスからのグルタミン酸とGABAが共放出されるとする仮説の妥当性について再検討する目的で、苔状線維刺激により単シナプス性IPSCを惹起する条件について、スライスパッチクランプ法による詳細な電気生理学的検討を行った。生後2ないし3週のマウス海馬スライス標本において、歯状回顆粒細胞層の刺激により生じる応答をCA3野ニューロンからホールセルクランプ法により記録した。同一の刺激電極から強い刺激と弱い刺激を交互に与え、グルタミン酸受容体阻害薬(CNQXとAP5)の効果を比較した。弱い刺激によるシナプス応答はCNQXとAP5の投与により完全に消失したのに対し、強い刺激に対する応答の一部は残存し、この成分はGABA_A受容体阻害薬picrotoxinの追加投与により消失した。また、苔状線維軸索通過部のCA3野透明層の電気刺激による応答は、多くの場合CNQXとAP5により完全に消失せず、picrotoxinの追加投与により消失した。顆粒細胞層の刺激により生じる単シナプス性IPSCは、強い刺激により苔状線維以外、おそらく抑制性介在ニューロンを刺激し、順向性あるいは軸索反射の機構を介してCA3野ニューロンに単シナプス性IPSCを生じたと考えられた。歯状回顆粒細胞層の弱い刺激で選択的に苔状線維を刺激した際には単シナプス性IPSCを生じなかったことから、苔状線維シナプス自身はGABAを放出しない可能性が高い。幼弱期の苔状線維シナプスからグルタミン酸に加えてGABAが共放出されるという仮説は、不適切な実験条件によるアーチファクトであると考えた。
文部科学省, 特定領域研究, 北海道大学, Competitive research funding, 17023002 - 海馬シナプス前終末に発現するイオンチャンネル型ATP受容体の作用機構
科学研究費補助金(特定領域研究)
2004 - 2005
神谷 温之
当初の解析対象とした海馬苔状線維シナプス前部のATP受容体は、本研究開始後に免疫組織学的検索に用いた抗体の特異性に由来するアーチファクトであることが判明したため、今年度は同じくシナプス前部に発現するGABA_A受容体の機能を解析し、これがニューロン・グリア連関により制御されうるかについて検討することとした。シナプス前GABA_A受容体の活性化機構として、(1)苔状線維終末自身からの自己回帰的活性化、(2)抑制性介在ニューロンからのスピルオーバーによる異シナプス性活性化、(3)定常的なGABAによる持続的活性化、などの機構が想定されるが、いずれもGABA取り込みにより強く制御されると予想され、その制御機構を明らかにすることはGABAを介したニューロン・グリア連関の理解に有用であると考えられる。本研究では、苔状線維シナプス前GABA_A受容体の機能的意義を明らかにする目的で、苔状線維終末自身がGABA供給源として妥当か否かについて検討した。歯状回顆粒細胞層に強い刺激を与えるとCA3野ニューロンにグルタミン酸受容体阻害薬(CNQXとAP5)存在下で単シナプス性IPSCを生じたが、弱い刺激で選択的に苔状線維のみを刺激した際には単シナプス性IPSCは生じなかったから、苔状線維シナプス自身はGABAを放出しない可能性が高い。幼弱期の苔状線維シナプスからグルタミン酸に加えてGABAが共放出されるという仮説は、不適切な実験条件によるアーチファクトであると考えられた。
文部科学省, 特定領域研究, 神戸大学->北海道大学, Competitive research funding, 16047221 - シナプス前カイニン酸受容体による海馬苔状線維終末内カルシウム動態の増幅機構
科学研究費補助金(特定領域研究)
2004 - 2004
神谷 温之
海馬CA3野苔状線維シナプスにおけるNMDA受容体非依存性のシナプス前性長期増強(long-tempotentiation : LTP)の誘発には、繰り返し刺激に伴うシナプス前部でのカルシウム濃度上昇が重要な役割を果たす。本研究では、苔状線維シナプスに特異的に発現するカイニン酸受容体がLTP誘発時のシナプス前終末内カルシウム動態を制御する可能性について検討した。AMPA型およびカイニン酸型受容体の非特異的阻害剤であるCNQXは、単発刺激によるシナプス前部でのカルシウム上昇に影響を与えなかったが、LTPを誘発する100Hz1秒の高頻度刺激によるシナプス前カルシウム上昇を部分的に抑制した。AMPA型受容体の選択的阻害剤であるGYKIは単発および高頻度刺激に対する応答にほとんど影響を与えなかった。海馬苔状線維の繰り返し刺激に伴いカイニン酸受容体が活性化されてシナプス前部でのカルシウム動態を活動依存的に増幅し、苔状線維シナプスにおけるシナプス前性LTPの誘発に促進的に作用するという機序が考えられた。また、この研究を進めるなかで、苔状線維終末には機能的なリアノジン受容体が特異的に存在し、カルシウム誘発性カルシウム放出の機構を介して、繰り返し刺激によるシナプス前部でのカルシウム動態を増幅することを見出した。さらに、カイニン酸受容体とリアノジン受容体の二つのシナプス前終末内カルシウム動態増幅機構の時間経過を比較したところ、カイニン酸受容体成分のほうがリアノジン受容体成分より活性化・脱活性化ともに速やかに起こることを見出した。
文部科学省, 特定領域研究, 神戸大学->北海道大学, Competitive research funding, 16015280 - Roles of presynaptic calcium stores at hipporampal mossy fiber synapse
Grants-in-Aid for Scientific Research
2003 - 2004
KAMIYA Haruyuki
Ryanodine receptors mediate Ca^<2+> release from intracellular stores and regulate various functions of neuronal and non-neuronal cells. To investigate the roles of ryanodine receptors in activity-dependent modulation of presynaptic Ca^<2+> dynamics, we adopted optical methods to selectively monitor Ca^<2+> concentrations in the presynaptic terminals of mossy fiber-CA3 synapse in the hippocampus. Fluorescent Ca^<2+> indicator rhod-2 AM was locally injected into the axon bundles mossy fibers at stratum lucidum of CA3 region, resulting in selective labeling of the mossy fibers. Fluorescence intencity at the synaptic sites was monitored to assess the Ca^<2+> levels in the presynaptic terminals. Application of ryanodine receptor blacker TMB-8 selectively suppressed the presynaptic Ca^<2+> transient evoked by high frequency stimulation of the mossy fibers. We also investigated the effect of caffeine, which induces Ca^<2+> release from intracellular store through ryanodine receptors, on the synaptic transmission at mossy fiber-CA3 synapse. Application of caffeine caused robust enhancement of the field EPSPs, and this synaptic enhancement was accompanied by a marked reduction of paired-pulse facilitation. These results suggested that ryanodine receptors are present in the presynaptic terminals of the hippocampal mossy fiber synapses, and Ca^<2+> release from the intracellular stores plays a pivotal role in regulation of presynaptic Ca^<2+> dynamics as well as synaptic plasticity at this synapse.
Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), 神戸大学->北海道大学, Competitive research funding, 15500284 - シナプス前終末内カルシウムストアによる中枢シナプス可塑性の調節機構
科学研究費補助金(特定領域研究)
2003 - 2004
神谷 温之
カルシウムイオンは、シナプス前終末からの伝達物質放出に必須であるばかりでなく、その活動依存的な調節機構にも重要な役割を果たしている。シナプス前部でのカルシウム動態を制御する因子のうち、細胞内カルシウムストアの役割に関しては不明な点が多い。本研究ではリアノジン受容体を介した細胞内カルシウムストアからのカルシウム放出機構がシナプス前終末内カルシウム動態の調節に関与する可能性について、海馬CA3野苔状線維シナプスを対象として検討を行った。苔状線維シナプス前終末における細胞内ストアからのカルシウム放出がシナプス可塑性の誘発に寄与しうるかについて検討するために、リアノジン受容体からのカルシウム放出を促進するカフェインの作用を検討した。苔状線維シナプス伝達はカフェイン投与により著明に亢進し、また、カフェイン除去後は長期抑圧を示した。リアノジン受容体が長期可塑性の誘発を直接的に制御しうることが示された。また、その機序を明らかにするために、光学的に苔状線維シナプス前部のカルシウム動態を測定した。リアノジン受容体を介した細胞内ストアからのカルシウム放出を阻害するTMB-8を投与すると、単発刺激によるシナプス前部でのカルシウム上昇にはほとんど影響を与えず、高頻度刺激によるカルシウム上昇を選択的に抑制した。苔状線維終末に発現するリアノジン受容体がカルシウム誘発性カルシウム放出(calcium-induced calcium release ; CICR)の機構を介して繰り返し刺激によるシナプス前部でのカルシウム動態を増幅する可能性が考えられた。
文部科学省, 特定領域研究, 神戸大学->北海道大学, Competitive research funding, 15029237 - シナプス前カイニン酸受容体による海馬苔状線維シナプス可塑性の制御機構
科学研究費補助金(特定領域研究)
2003 - 2003
神谷 温之
カイニン酸型グルタミン酸受容体が高密度に発現する海馬CA3野苔状線経シナプスでは、入力線維の繰り返し刺激に伴いNMDA受容体非依存性のシナプス前性長期増強(long-tem potentiation : LTP)および長期抑圧(long-term depression : LTD)を示す。これらの長期可塑性の誘発には、繰り返し刺激に伴うシナプス前部でのカルシウム濃度上昇が重要な役割を果たすと考えられている。本研究では、苔状繊維シナプスに特異的に発現するシナプス前カイニン酸受容体が長期可塑性誘発時のシナプス前終末内カルシウム動態を制御する可能性について、シナプス前終末カルシウムイメージング法および電気生理学的手法により検討した。軸索標識法によりマウス海馬スライス標本の苔状線維シナプス前部に選択的に蛍光カルシウム指示薬を負荷し、苔状線維に単発あるいは高頻度の繰り返し電気刺激を与えた際のシナプス前部でのカルシウム動態を測定した。AMPA型およびカイニン酸型受容体の非特異的阻害剤であるCNQXは、単発刺激によるシナプス前部でのカルシウム上昇に影響を与えなかったが、LTPを誘発する100Hzl秒の高頻度刺激によるシナプス前カルシウム上昇を部分的に抑制した。AMPA型受容体の選択的阻害剤であるGYKIは単発および高頻度刺激に対する応答にほとんど影響を与えなかった。海馬苔状線維の繰り返し刺激に伴い放出されたグルタミン酸によりシナプス前カイニン酸受容体が活性化され、シナプス前部でのカルシウム動態を活動依存的に増幅し、苔状線維シナプスにおけるシナプス前性LTPの誘発に促進的に作用するという機序が考えられた。
文部科学省, 特定領域研究, 神戸大学, Competitive research funding, 15016075 - 海馬苔状線維終末におけるカルシウム動態の可塑性メカニズム
科学研究費補助金(基盤研究(C))
2001 - 2002
神谷 温之
入力線維に繰り返し刺激を与えると、シナプス前終末からの伝達物質放出量が一過性に変化する。この活動依存的なシナプス伝達効率の変化は短期シナプス可塑性と呼ばれ、神経系における時間情報処理において重要な意義を持つ。短期可塑性のメカニズムとして、これまでKatzらにより提唱されたいわゆる「残存カルシウム仮説」による説明がなされてきた。これに対し我々は、著明な短期可塑性を示す海馬苔状線維シナプスにおいて、入力線維刺激に伴うシナプス前終末内カルシウム変化量が活動依存的に増大するというシナプス前部での新たな可塑性メカニズムを見出した。この苔状線維終末におけるシナプス前カルシウム動態の短期可塑性はCA3野シナプスの顕著な活動依存性を補償する独自のメカニズムと考えられる。想定される可能性として、(1)活動電位波形の延長あるいは電位依存性カルシウムチャンネルの促通によるカルシウム流入量の増大、(2)苔状線維終末内カルシウムストアからの(極めて高速な)カルシウム誘発性カルシウム放出(CICR)の寄与、(3)内在性カルシウム緩衝系としての高親和性カルシウム結合蛋白の飽和、などがあげられる。本研究では、光学的測定法により苔状線維終末内カルシウム動態を測定し、上記の可能性について検討した。二発刺激に伴ってカルシウム変化量は増加したが、カルシウム動態の時間経過に変化は認められなかった。また、膜透過型カルシウムキレート剤EGTA-AM投与により二発刺激に伴うカルシウム変化量の増加率は変化しなかった。これらの結果より、シナプス前カルシウム動態の短期可塑性はカルシウム流入量の増大によるものであり、CICRや内在性カルシウム緩衝系の飽和は関与しないと推定した。
文部科学省, 基盤研究(C), 神戸大学, Competitive research funding, 13680900 - 神経終末パッチクランプ法による海馬苔状線維シナプス可塑性メカニズムの解析
科学研究費補助金(特定領域研究(A), 特定領域研究)
2001 - 2002
神谷 温之
入力線維に繰り返し刺激を与えると、シナプス前終末からの伝達物質放出量が一過性に変化する。この活動依存的なシナプス伝達効率の変化は短期シナプス可塑性と呼ばれ、神経系における時間情報処理において重要な意義を持つ。短期可塑性のメカニズムとして、これまでKatzらにより提唱されたいわゆる「残存カルシウム仮説」による説明がなされてきた。これに対し我々は、著明な短期可塑性を示す海馬苔状線維シナプスにおいて、入力線維刺激に伴うシナプス前終末内カルシウム変化量が活動依存的に増大するというシナプス前部での新たな可塑性メカニズムを見出した。この苔状線維終末におけるシナプス前カルシウム動態の短期可塑性はCA3野シナプスの顕著な活動依存性を補償する独自のメカニズムと考えられる。想定される可能性として、(1)活動電位波形の延長あるいは電位依存性カルシウムチャンネルの促通によるカルシウム流入量の増大、(2)苔状線維終末内カルシウムストアからの(極めて高速な)カルシウム誘発性カルシウム放出(CICR)の寄与、(3)内在性カルシウム緩衝系としての高親和性カルシウム結合蛋白の飽和、などがあげられる。本研究では、光学的測定法により苔状線維終末内カルシウム動態を測定し、上記の可能性について検討した。二発刺激に伴ってカルシウム変化量は増加したが、カルシウム動態の時間経過に変化は認められなかった。また、膜透過型カルシウムキレート剤EGTA-AM投与により二発刺激に伴うカルシウム変化量の増加率は変化しなかった。これらの結果より、シナプス前カルシウム動態の短期可塑性はカルシウム流入量の増大によるものであり、CICRや内在性カルシウム緩衝系の飽和は関与しないと推定した。
文部科学省, 特定領域研究(A), 特定領域研究, 神戸大学, Competitive research funding, 13041039 - 神経終末活動の可視化によるシナプス可塑性メカニズムの解明
科学研究費補助金(特定領域研究(A))
2000 - 2001
神谷 温之
海馬CA3野苔状線維シナプスにおける長期増強(Long-term potentiation; LTP)は、シナプス後細胞でのNMDA受容体活性化を必要とせず、シナプス前部でのアデニル酸シクラーゼ活性化により苔状線維終末内のサイクリックAMP濃度が上昇し、サイクリックAMP依存性リン酸化酵素による何らかの基質タンパクのリン酸化により伝達物質放出量の持続的増加を引き起こすとの仮説が想定されている。本研究では、苔状線維シナプスにおけるシナプス前性LTPにおいて伝達物質放出に関わるどの素過程が修飾されるかを調べる目的で、シナプス前部へのカルシウム流入および微小EPSC(興奮性シナプス後電流)に対する高頻度刺激の効果を検討した。マウス海馬スライス標本において入力線維層に局所的に注入した細胞膜透過型蛍光カルシウム指示薬(rhod2-AM)が軸索内に取り込まれシナプス前終末まで輸送される。このような標本で蛍光強度を指標にシナプス前終末内カルシウム濃度変化を測定し、同時に興奮性シナプス後電位(EPSP)も記録した。苔状線維に高頻度刺激(100Hz 1秒)を与えるとEPSP振幅は持続的に増大しLTPが誘発されたが、同時に記録したシナプス前部へのカルシウム流入は変化しなかった。また、微小EPSCの平均頻度は約2倍に増加したが、平均振幅には変化がみられなかった。これらの結果から、苔状線維シナプスにおけるLTPの発現に伴いシナプス前終末へのカルシウム流入量は変化せず、カルシウム流入以降の開口放出機構の促進が関与すると考えられた。また、これらの研究を進める中で、海馬CA3野苔状線維シナプスにおいて100ミリ秒以内に繰り返し刺激を与えるとシナプス前終末へのカルシウム流入量が一過性に増加するという新たな可塑性メカニズムを見出し、現在その機序について解析を進めている。
文部科学省, 特定領域研究(A), 群馬大学->神戸大学, Competitive research funding, 12050210 - 光学的測定による海馬苔状線維シナプス長期増強の誘発・発現機構の解析
科学研究費補助金(特定領域研究(A))
2000 - 2000
神谷 温之
海馬CA3野苔状線維シナプスにおける長期増強(Long-term potentiation;LTP)は、シナプス後細胞でのNMDA受容体活性化を必要とせず、シナプス前部でのアデニル酸シクラーゼ活性化により苔状線維終末内のサイクリックAMP濃度が上昇し、サイクリックAMP依存性リン酸化酵素による何らかの基質タンパクのリン酸化により伝達物質放出量の持続的増加を引き起こすとの仮説が想定されている。本研究では、苔状線維シナプスにおけるシナプス前性LTPにおいて伝達物質放出に関わるどの素過程が修飾されるかを調べる目的で、シナプス前部へのカルシウム流入および微小EPSC(興奮性シナプス後電流)に対する高頻度刺激の効果を検討した。マウス海馬スライス標本において入力線維層に局所的に注入した細胞膜透過型蛍光カルシウム指示薬(rhod 2-AM)が軸索内に取り込まれシナプス前終末まで輸送されることを利用して苔状線維シナプスのシナプス前部だけに選択的に蛍光カルシウム指示薬を負荷することができる。このような標本において蛍光強度を指標にシナプス前終末内カルシウム濃度変化を測定し、同時に興奮性シナプス後電位(EPSP)も記録した。苔状線維に高頻度刺激(100Hz 1秒)を与えるとEPSP振幅は持続的に増大しLTPが誘発されたが、同時に記録したシナプス前部へのカルシウム流入を反映する蛍光シグナルは変化しなかった。また、微小EPSCの平均頻度は約2倍に増加したが、平均振幅には変化がみられなかった。これらの結果から、苔状線維シナプスにおけるLTPの発現に伴いシナプス前終末へのカルシウム流入量は変化せず、カルシウム流入以降の開口放出機構の促進が関与すると考えられた。
文部科学省, 特定領域研究(A), 群馬大学->神戸大学, Competitive research funding, 12053210 - 神経終末内カルシウムと開口放出の同時測定による海馬苔状線維シナプス可塑性の解析
科学研究費補助金(奨励研究(A))
1999 - 2000
神谷 温之
海馬CA3野苔状線維シナプスにおける長期増強(Long-term potentiation;LTP)は、シナプス後細胞でのNMDA受容体活性化を必要とせず、シナプス前部でのアデニル酸シクラーゼ活性化により苔状線維終末内のサイクリックAMP濃度が上昇し、サイクリックAMP依存性リン酸化酵素による何らかの基質タンパクのリン酸化により伝達物質放出量の持続的増加を引き起こすとの仮説が想定されている。本研究では、苔状線維シナプスにおけるシナプス前性LTPにおいて伝達物質放出に関わるどの素過程が修飾されるかを調べる目的で、シナプス前部へのカルシウム流入および微小EPSC(興奮性シナプス後電流)に対する高頻度刺激の効果を検討した。マウス海馬スライス標本において入力線維層に局所的に注入した細胞膜透過型蛍光カルシウム指示薬(rhod 2-AM)が軸索内に取り込まれシナプス前終末まで輸送されることを利用して苔状線維シナプスのシナプス前部だけに選択的に蛍光カルシウム指示薬を負荷することができる。このような標本において蛍光強度を指標にシナプス前終末内カルシウム濃度変化を測定し、同時に興奮性シナプス後電位(EPSP)も記録した。苔状線維に高頻度刺激(100Hz 1秒)を与えるとEPSP振幅は持続的に増大しLTPが誘発されたが、同時に記録したシナプス前部へのカルシウム流入を反映する蛍光シグナルは変化しなかった。また、微小EPSCの平均頻度は約2倍に増加したが、平均振幅には変化がみられなかった。これらの結果から、苔状線維シナプスにおけるLTPの発現に伴いシナプス前終末へのカルシウム流入量は変化せず、カルシウム流入以降の開口放出機構の促進が関与すると考えられた。
文部科学省, 奨励研究(A), 群馬大学, Competitive research funding, 11780591 - シナプス前終末ミトコンドリア内カルシウム動態の可視化とシナプス可塑性
科学研究費補助金(特定領域研究(A))
1998 - 1998
神谷 温之
海馬での長期増強現象(long-tem potentiation;LTP)に代表される中枢シナプス伝達の長期可塑性は、学習・記憶の基礎過程と考えられている。海馬CA1野シナプスで見られるLTPに関してはその誘発・発現機構が詳細に解析され、シナプス後細胞でのNMDA受容体の活性化が必須であることが示されている。これに対しCA3野苔状線維シナプスで見られるLTPはNMDA受容体の活性化を必要とせず、シナプス前部での誘発機構が推定されている。しかしながら一般的に中枢神経系におけるシナプス前終末は極めて小さく、スライス標本においてその活動状態を直接測定しシナプス前性の調節機序について詳細な解析を行うことはこれまで困難であった。本研究では、シナプス前性の可塑性誘発機構を検討するために、海馬スライス標本においてシナプス前終末部だけに選択的に蛍光カルシウム指示薬を負荷する方法を開発し、顕著な可塑性を示すCA1野およびCA3野シナプスでのシナプス前終末内カルシウム動態とEPSP(興奮性シナプス後電位)の同時測定を可能にした。特にCA3野では入力線維の単一刺激によるCa^<2+>上昇が単一シナプス前終末レベルで測定可能であった。現在この手法を用いてCA3野苔状線維シナプスでみられるシナプス前性LTPの発現機構について解析を試みている。また同様の手法を利用して、CA3野シナプスにおける代謝調節型グルタミン酸受容体を介したシナプス前抑制機構がシナプス前終末へのカルシウム流入の減少によることを明らかにした。また、同じくCA3野苔状線維シナプスにおいてシナプス前部にカイニン酸型グルタミン酸受容体が発現し、伝達物質放出を調節していることも明らかにした。
現在、CA3野シナプスに二種類の自己受容体(カイニン酸受容体と代謝調節型グルタミン酸受容体)が共存することの生理的意義について検討を行っている。
文部科学省, 特定領域研究(A), 群馬大学, Competitive research funding, 10169208 - 海馬苔状線維終末に発現するシナプス前カイニン酸型グルタミン酸受容体の機能
科学研究費補助金(特定領域研究(A))
1998 - 1998
神谷 温之
海馬CA3野苔状線維シナプスはカイニン酸受容体を高密度に発現している。これまでに、苔状線維の高頻度刺激に応じてシナプス後部のカイニン酸受容体が活性化され緩徐な興奮性シナプス後電位(slow EPSP)の発生に寄与することが示されているが、シナプス前部のカイニン酸受容体の機能については明らかでない。本研究では、カイニン酸受容体活性化がシナプス前性の作用を示す可能性について検討した。マウス海馬スライス標本において苔状線維の電気刺激により生じるフィールド電位変化を細胞外記録法により記録した。低濃度(0.2μM)のカイニン酸投与によりフィールドEPSPは抑制され、このときシナプス前線維集合活動電位(presynaptic volley)は可逆的に増大した。低Ca^<2+>液中で単離して測定したシナプス前線維集合活動電位も同様にカイニン酸により増大し、この作用はカイニン酸受容体脱感作剤SYM2081により抑制された。これらの結果から、苔状線維シナプスにおいてカイニン酸受容体活性化はシナプス前線維の興奮性を亢進する作用を示すと考えられた。海馬CA3野はカイニン酸受容体サブユニットの多くを発現し、カイニン酸投与により過剰な興奮状態である発作波を発生することが知られている。これまでに報告された苔状線維シナプス後部の興奮作用とともに、本研究で明らかにされたシナプス前部のカイニン酸受容体を介した苔状線維入力の興奮性亢進が協同的に作用し、カイニン酸による過興奮状態に寄与する可能性が考えられた。
文部科学省, 特定領域研究(A), 群馬大学, Competitive research funding, 10156207 - 海馬苔状線維終末に発現するシナプス前カイニン酸型グルタミン酸受容体の機能
科学研究費補助金(奨励研究(A))
1997 - 1998
神谷 温之
海馬CA3野苔状線維シナプスはカイニン酸受容体を高密度に発現している。これまでに、苔状線維の高頻度刺激に応じてシナプス後部のカイニン酸受容体が活性化され緩徐な興奮性シナプス後電位(slow EPSP)の発生に寄与することが示されているが、シナプス前部のカイニン酸受容体の機能については明らかでない。本研究では、カイニン酸受容体活性化がシナプス前性の作用を示す可能性について検討した。マウス海馬スライス標本において苔状線維の電気刺激により生じるフィールド電位変化を細胞外記録法により記録した。低濃度(0.2μM)のカイニン酸投与によりフィールドEPSPは抑制され、このときシナプス前線維集合活動電位(presynapticvolley)は可逆的に増大した。低Ca^<2+>液中で単離して測定したシナプス前線維集合活動電位も同様にカイニン酸により増大し、この作用はカイニン酸受容体脱感作剤SYM2081により抑制された。これらの結果から、苔状線維シナプスにおいてカイニン酸受容体活性化はシナプス前線維の興奮性を亢進する作用を示すと考えられた。
海馬CA3野はカイニン酸受容体サブユニットの多くを発現し、カイニン酸投与により過剰な興奮状態である発作波を発生することが知られている。これまでに報告された苔状線維シナプス後部の興奮作用とともに、本研究で明らかにされたシナプス前部のカイニン酸受容体を介した苔状線維入力の興奮性亢進が協同的に作用し、カイニン酸による過興奮状態に寄与する可能性が考えられた。
文部科学省, 奨励研究(A), 群馬大学, Competitive research funding, 09780761 - シナプス前カイニン酸型グルタミン酸受容体による海馬苔状線維シナプス伝達の強化
科学研究費補助金(重点領域研究)
1997 - 1997
神谷 温之
イオンチャンネル共役型グルタミン酸受容体のうちAMPA型受容体は興奮性シナプス伝達に、NMDA型受容体はシナプス可塑性に必須な分子であることが明らかになったが、カイニン酸型受容体の機能については不明な点が多い。本研究では海馬スライス標本においてシナプス伝達とシナプス前終末内Ca^<2+>動態の電気生理的及び光学的同時計測を行い、CA1野シナプスでのシナプス前カイニン酸型受容体の作用機序について検討を行った。海馬スライス標本に低濃度(1μM)のカイニン酸を投与するとCA1野シナプスでのEPSPが可逆的に抑制された。このとき二発刺激による促通(paired-pulse facilitation;PPF)が増大したことから、カイニン酸の作用はシナプス前性の変化(伝達物質放出の減少)を伴うものと考えられた。さらに、このシナプス前カイニン酸受容体の作用機序を明らかにする目的でシナプス前終末内Ca^<2+>動態に対するカイニン酸の効果を調べた。スライス標本において入力線維層に蛍光Ca^<2+>指示薬のAM誘導体(rhod2-AMなど)を局所的に注入するとシナプス前部だけに選択的に蛍光Ca^<2+>指示薬を負荷することが可能である。このような標本において計測したシナプス前終末へのCa^<2+>流入を反映する蛍光強度変化もカイニン酸によりEPSPと同様の時間経過で抑制された。このときEPSPとCa^<2+>流入の抑制の程度は同様にシナプス性にシナプス伝達を抑制すると考えられる低Ca^<2+>液中で測定されたものとほぼ等しかった。このことからカイニン酸は主にシナプス前終末へのCa^<2+>流入を抑制することによりCA1野シナプス伝達を抑制するものと考えられた。
文部科学省, 重点領域研究, 群馬大学, Competitive research funding, 09260206 - 海馬単一神経終末イメ-ジングによるシナプス前カルシウム・ストアの研究
科学研究費補助金(奨励研究(A))
1996 - 1996
神谷 温之
海馬スライス標本を用いたシナプス前カルシウム測定法の時間的・空間的分解能を改善し、ミリ秒ないし単一神経終末レベルでの測定を可能にした。蛍光カルシウム指示薬rhod-2のAM誘導体を入力線維層に注入するとスライス標本においてシナプス前終末部だけに選択的にrhod-2を負荷することができる。特にCA3野苔状線維シナプスでは中枢シナプスとしては大型な単一神経終末(径3〜5μm)を蛍光観察することが可能である。このように処理した標本において、活動電位に伴うカルシウム流入の様なミリ秒レベルの速い変化を検出するためにベッセル型フィルターを用いた高速低雑音測定系の開発を試みた。フォトダイオードで測定した蛍光シグナルをベッセル型高域遮断フィルターを通過させノイズを軽減させると、入力線維の単一電気刺激に応じて上昇時間が数ミリ秒程度の速い蛍光シグナルの増加を測定することが可能である。また、上記のシナプス前カルシウム測定法を用いて、海馬シナプスにおけるグルタミン酸自己受容体の作用機構を検討した。CA1野シャーファー側枝シナプスでは代謝調節型グルタミン酸受容体(mGluR)を介してグルタミン酸の放出が低下するが、この作用はシナプス前終末へのカルシウム流入の低下によることを明らかにした。また、CA3野苔状線維シナプスではCA1野とは異なるmGluRサブタイプ(mGluR2/3)が選択的に発現し伝達物質放出を抑制することを示した。さらにこのCA3野でのmGluR2/3によるシナプス前抑制機構は、Cキナーゼ及びcyclic AMPを介して抑制されることを明らかにした。海馬神経回路の機能がその活動状態に応じてhomosynapticないしheterosynapticに複雑な制御を受けている可能性が示唆された。
文部科学省, 奨励研究(A), 群馬大学, Competitive research funding, 08780786 - 海馬単一神経終末イメ-ジングによる中枢シナプス強化機構の研究
科学研究費補助金(重点領域研究)
1996 - 1996
神谷 温之
海馬における活動依存性のシナプス伝達強化機構を検討する目的で、シナプス前部に存在するグルタミン酸自己受容体の作用機構を検討した。海馬の主な興奮性シナプスでは放出されたグリタミン酸がシナプス前部にも作用し自らの放出を調節していることが知られている(グルタミン酸自己受容体)。この自己受容体は興奮性シナプス伝達をフィードバックあるいはフィードフォワード的に調節する可能性があり、その作用機構を明らかにすることは活動依存的なシナプス可塑性の機序を知る上で重要であると考えられる。そこで申請者が開発した海馬スライス標本におけるシナプス前カルシウム測定法を用いて、海馬シナプスにおけるグルタミン酸自己受容体の作用機構について検討した。CA1野シャーファー側枝シナプスでは代謝調節型グルタミン酸受容体(mGluR)を介してグルタミン酸の放出が低下するが、この作用はシナプス前終末へのカルシウム流入の低下によることを明らかにした。また、CA3野苔状線維シナプスではCA1野シナプスとは異なるmGluRサブタイプ(mGluR2/3)が選択的に発現し伝達物質放出を抑制することを示した。さらにこのCA3野でのmGluR2/3によるシナプス前抑制機構は、Cキナーゼ及びcyclic AMPを介して抑制されることを明らかにした。これらの結果から、海馬神経回路の機能がその活動状態に応じてhomosynapticないしheterosynapticに複雑な制御を受けている可能性が示唆された。
文部科学省, 重点領域研究, 群馬大学, Competitive research funding, 08271214 - 神経終末内カルシウム貯蔵部位によるシナブス可塑性の調節
科学研究費補助金(奨励研究(A))
1995 - 1995
神谷 温之
中枢シナブス可塑性における神経終末内カルシウム貯蔵部位の役割を検討する目的で、海馬スライス標本を用いた神経終末内カルシウム(Ca^<2+>)濃度測定法の開発を試みた。入力線維層組織内に局所的に注入した細胞膜透過型蛍光Ca^<2+>指示薬rhod2-AMが軸索内に取り込まれ神経終末まで輸送されることを利用して、CA1野シャーファー側枝シナプスおよびCA3野苔状線維シナプスにおける入力線維の選択的な蛍光標識が可能であった。特に苔状線維シナプスではCA3野透明層において直径2〜3μmと中枢シナプスとしては大型な単一苔状線維終末が観察できた。このような標本においてシナプス部位(CA1野放線層またはCA3野透明層)から単一フォトダイオードを用いて蛍光強度を測定し入力線維層に単一電気刺激を与えると一過性の蛍光強度の増加が測定された。この蛍光強度増加はグルタミン酸受容体阻害剤(CNQX,AP5およびMCPG)を用いてシナプス伝達をシナプス後性に遮断しても減弱せず、活動電位に伴うシナプス前部(神経終末)へのCa^<2+>流入を反映すると考えられた。上述した神経終末内Ca^<2+>濃度測定法を用いてこれまでに、CA1野シャーファー側枝シナプスにおける代謝型グルタミン酸受容体(mGluR)アゴニストのシナプス前抑制作用が神経終末へのCa^<2+>流入の低下によることを明らかにした。また、この問題と関連して、CA3野苔状線維シナプスではCA1野シナプスとは異なるmGluRサブタイプ(mGluR2またはmGluR3)が選択的に発現している可能性を示した。
文部科学省, 奨励研究(A), 金沢大学, Competitive research funding, 07780698 - 細胞内カルシウム放出機構による中枢シナプス可塑性の調節
科学研究費補助金(重点領域研究)
1995 - 1995
神谷 温之, 山本 長三郎
中枢シナプス可塑性における神経終末内カルシウム貯蔵部位の役割を検討する目的で、海馬スライス標本を用いた神経終末内カルシウム(Ca^<2+>)濃度測定法の開発を試みた。入力線維層組織内に局所的に注入した細胞膜透過型蛍光Ca^<2+>指示薬rhod 2‐AM が軸索内に取り込まれ神経終末まで輸送されることを利用して、CA1野シャーファー側枝シナプスおよびCA3野苔状線維シナプスにおける入力線維の選択的な蛍光標識が可能であった。特に苔状線維シナプスではCA3野透明層において直径2〜3μmと中枢シナプスとしては大型な単一苔状線維終末が観察できた。このような標本においてシナプス部位(CA1野放線層またはCA3野透明層)から単一フォトダイオードを用いて蛍光強度を測定し入力線維層に単一電気刺激を与えると一過性の蛍光強度の増加が測定された。この蛍光強度増加はグルタミン酸受容体阻害剤(CNQX, AP5およびMCPG)を用いてシナプス伝達をシナプス後性に遮断しても減弱せず、活動電位に伴うシナプス前部(神経終末)へのCa^<2+>流入を反映すると考えられた。上述した神経終末内Ca^<2+>濃度測定法を用いてこれまでに、CA1野シャーファー側枝シナプスにおける代謝型グルタミン酸受容体(mGluR)アゴニストのシナプス前抑制作用が神経終末へのCa^<2+>流入の低下によることを明らかにした。また、この問題と関連して、CA3野苔状線維シナプスではCA1野シナプスとは異なるmGluRサブタイプ(mGluR2またはmGluR3)が選択的に発現している可能性を示した。
文部科学省, 重点領域研究, 金沢大学, Competitive research funding, 07279216 - Modulating Mechanisms of Neurotransmitter Release in Central Synapses --- Investigation by a Quantal Analysis
Grants-in-Aid for Scientific Research
1989 - 1991
YAMAMOTO Chosaburo, KAMIYA Haruyuki, HIGASHIMA Masato
Information on release of neurotransmitter from central synaptic boutons can be obtained only by a rigorous quantal analysis. To establish a quantal analysis method in hippocampus, we developed a technique to activate a single mossy fiber, axon of granule cell, and record excitatory postsynaptic potentials (EPSPS) from a CA3 neuron innervated by the particular granule cell in thin transverse sections of the guinea pig hippocampus. The amplitude distribution of the unitary EPSPs recorded by this method was described by the Pascal statistics. The values of mean quantal content (m) and mean quantal amplitude (q) could be estimated by the maximum likelihood method.
Acetylcholine and-norepinephrine administered to the perfusing solution failed to induce reproducible changes in the unitary EPSPS.
Baclofen, an agonist of the GABA-B receptor, suppressed the unitary EPSPs reversibly. This suppression was accompanied by decreases in m (14% at 1 muM and 59% at 10 muM baclofen). The q value was decreased by 18% at 1 muM and by 21% at 10muM. These results indicate that the GABA-B receptor at the mossy fiber terminal modulates release of transmitter therefrom.
Adenosine suppressed the unitary EPSPs to 57% at 10 muM. Them value was reduced to 51% under the action of adenosine, while no significant changes were detected in q. From these results, it is concluded that the adenosine terminal exerts inhibitory modulating action on release of transmitter.
Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for General Scientific Research (B), Kanazawa University, Competitive research funding, 01480121 - シナプス前膜カルシウムチャンネルとシナプス可塑性-パッチクランプ法による研究
科学研究費補助金(重点領域研究)
1989 - 1989
山本 長三郎, 神谷 温之
1.出生直前のラット胎仔の海馬体からエキスプラントを採取し、定法に従って培養した。約一週間の培養の後、単-ニュ-ロンにパッチクランプ(whole-cell clamp)用の電極を当て、周囲の神経線維束を電気刺激したところ、約100pAの興奮性シナプス後電流(EPSC)が観察された(0.01mMビキュキュリン存在下)。0.1Hzの刺激頻度において対照のEPSCを記録した後刺激頻度を短時間だけ高め(50HZ,1秒間のテタヌスを10秒間隔で二回)、その後再び0.1Hzの刺激頻度に戻して20-30分観察を続け、長期増強の発生の有無を検討した。約20%の実験において、電流は30%以上増大し、観察している間その状態を保った。この事は、組織培養条件においても入力線維束のテタヌスが長期増強を誘発し得ることを示している。しかし残りの細胞では、EPSCが全く増強しないばかりではなく著しい振幅の減少を示したものがあった。さらに高い確率で安定に長期増強を誘発する条件(電極内液および刺激方法)を見出だすことが今後の実験のために必要であると考えられる。
2.テンジクネズミの海馬体からいろいろな厚さの横断切片をマイクロスライスによって作製し、標準人工液中に保った。一時間以上のインキュベイション後ノマルスキ-顕微鏡下に観察したところ、50μm以下の厚さの切片において、苔状線維の終末と思われる構造が明瞭に認められた。したがってこの材料は、中枢のシナプス前膜のカルシュウムチャンネルの研究に好適であると考えられる。
文部科学省, 重点領域研究, 金沢大学, Competitive research funding, 01659505
