ふりかけるだけで神経シナプスを可視化~迅速かつ簡便な標識方法開発、記憶解析や疾患研究に新たな道~

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2025-06-09 名古屋大学

ふりかけるだけで神経シナプスを可視化~迅速かつ簡便な標識方法開発、記憶解析や疾患研究に新たな道~

名古屋大学の清中茂樹教授らは、神経シナプスの主要構成要素であるAMPA受容体を簡便かつ迅速に可視化する世界初の有機小分子プローブ「PFQX1(AF488)」を開発しました。このプローブは、細胞に“ふりかけるだけ”で10秒以内にAMPA受容体を標識でき、特別な技術や機器を必要としません。これにより、記憶や学習の基盤であるシナプス機能のリアルタイム観察が可能となり、神経疾患の早期診断・研究にも貢献が期待されます。成果は『Science Advances』に掲載されました。

<関連情報>

迅速かつ可逆的な蛍光プローブにより、シナプス可塑性におけるAMPA受容体の反復スナップショットイメージングが可能になる Rapid and reversible fluorescent probe enables repeated snapshot imaging of AMPA receptors during synaptic plasticity

Kyohei Soga, Takaaki Fujiwara, Mayu Nakagawa, Akihiro Shibata, […] , and Shigeki Kiyonaka
Science Advances  Published:6 Jun 2025
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adt6683

Abstract

The subcellular localization of neurotransmitter receptors is strictly regulated in neurons. Changes in the trafficking of α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid (AMPA)–type glutamate receptors (AMPARs) play an essential role in synaptic plasticity, which is the cellular basis of learning and memory. To explore receptor trafficking, genetically encoded approaches (e.g., the fusion of fluorescent proteins to receptors) are often used. However, concerns remain that genetic approaches cannot fully reproduce the receptor functions that are inherent to neurons. Herein, we report on PFQX1(AF488), a fluorescent probe for the visualization of cell-surface AMPARs without any genetic manipulation to neurons. The rapid and reversible staining features of this probe enabled snapshot imaging, which showed the accumulation of native AMPARs in dendritic spines during synaptic plasticity. Moreover, the mechanism of this synaptic accumulation, for which genetically encoded approaches have given controversial results, was revealed by integrating two chemical methods: PFQX1(AF488) and covalent chemical labeling.

生物工学一般
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