成長するセロトニン作動性軸索のライブホロトモグラフィ

脳内におけるセロトニン作動性軸索メッシュワークの発達的な構築と維持は、個々のセロトニン作動性軸索のダイナミクスに依存しているが、これらの過程をリアルタイムで捉えることは大きな課題である。本研究では、屈折率（RI）ベースの画像化手法である高解像度ホロトモグラフィ（HT）を用い、縫線核領域から採取したマウス胚性脳エクスプラントにおける単一のセロトニン作動性軸索の成長を調べた。ライブのセロトニン作動性軸索はTph2依存的なGFP発現に基づいて同定し、速い（秒以上）および遅い（時間以上）ダイナミクスについてさらなる解析のために撮像した。本研究は、既存の神経突起に沿って伸長するセロトニン作動性軸索を直接可視化し、安定した接触の成立と、その後の軸索伸長の双方を捉えることで、セロトニン作動性成長円錐の時空間ダイナミクスに関する高解像度RIデータを提供する。微細な細胞内構造のホロトモグラフィ可視化を活用することで、セロトニン作動性成長円錐の運動ダイナミクスを確率過程として記述することも行った。本研究は、神経薬理学や再生医療を含むセロトニン研究におけるHTの潜在力を示し、この巨大な神経伝達系に対する計算論的モデリングに資する定量情報を提供する。

https://doi.org/10.64898/2026.08.25.747132