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Advance

Takikawa Kenji

    Neurobiology of Aging　Researcher
Last Updated :2025/09/30

Researcher Information

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J-Global ID

Research Interests

  • バイオイメージング   蛍光プローブ   シナプス   開口放出   ケミカルバイオロジー   

Research Areas

  • Life sciences / Neuroscience - general
  • Nanotechnology/Materials / Chemical biology

Academic & Professional Experience

  • 2020/04 - Today  Tokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology老化脳神経科学研究チーム主任研究員
  • 2016/04 - 2020/03  大日本住友製薬株式会社リサーチディビジョン研究員
  • 2016/04 - 2017/03  The University of Tokyo医学系研究科 細胞分子薬理学客員研究員
  • 2014/10 - 2016/03  The University of Tokyo医学系研究科 細胞分子薬理学特任研究員
  • 2014/04 - 2014/09  The University of Tokyo医学系研究科 神経生物学特任研究員
  • 2011/04 - 2014/03  Japan Society for the Promotion of Science特別研究員（DC1）

Education

  •        - 2014/03  The University of Tokyo  Graduate School of Medicine  脳神経医学専攻 医学博士課程修了

Published Papers

Books etc

  • 生体の科学 68巻5号（2017年10月）
    浅沼 大祐; 瀧川 健司; 並木繁行; 廣瀬 謙造 (Contributor神経伝達物質を高精細に可視化するハイブリッド型蛍光プローブの開発（pp.422-423）)医学書院 2017/10

MISC

Awards & Honors

  • 2020/06 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター 令和2年度理事長研究奨励賞
  • 2012/09 応用薬理研究会 第14回 応用薬理シンポジウム 最優秀賞
  • 2010/12 東京大学 グローバルCOE「疾患のケミカルバイオロジー教育研究拠点」第3回リトリート 優秀ポスター賞

Research Grants & Projects

  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2024/04 -2028/03 
    Author : 瀧川 健司
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
    Date (from‐to) : 2021/04 -2024/03 
    Author : 瀧川 健司
     
    本研究では、シナプス前部から開口放出されるGABAを単一シナプスレベルで可視化するGABA蛍光イメージング技術を開発し、GABAの開口放出制御機構を明らかにすることを目的とする。本年度では、単一シナプスレベルでのGABA蛍光イメージングに適用可能なGABA蛍光プローブの開発に取り組んだ。本研究課題で開発する蛍光プローブは、リガンド結合タンパク質と低分子蛍光色素の複合体で構成されるハイブリッド型プローブであり、リガンドの結合に伴って蛍光強度が変化する仕組みを有する。ハイブリッド型プローブは、システイン点変異を導入した組換えタンパク質を大腸菌発現系にて取得し、チオール基と特異的に反応する環境感受性蛍光色素を標識することで作製した。直径1 μmにも満たない微小なシナプス前部から開口放出される微量のGABAを単一シナプスレベルで可視化するためには、高い輝度と光退色耐性に加えて、GABAの結合に伴って非常に大きな蛍光強度変化を示す蛍光プローブが必要である。このような性能を有したハイブリッド型プローブを開発するためには、リガンド結合タンパク質上に標識する蛍光色素の最適な位置を探索することが有効であることを、研究代表者らは以前の研究で見いだしている。そこで、多数のシステイン点変異体と蛍光色素の組み合わせを効率的に評価するために、蛍光複合体の作製からGABAに対する応答性評価までの一連の工程を96穴プレートベースで行うHyFInDスクリーニングシステムの条件最適化を行った。次に、HyFInDスクリーニングのパイロット試験を3種類のシステイン点変異体を用いて行った。その結果、全てのシステイン点変異体についてタンパク質が高純度に精製され、蛍光色素が標識された光複合体が作製されていることをSDS-PAGEで確認することができた。
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
    Date (from‐to) : 2020/09 -2022/03 
    Author : 瀧川 健司
     
    本年度では、自閉症病態における抑制性シナプス前部の分子の発現量をSTED（Stimulated Emission Depletion）顕微鏡を用いてシナプス単位で定量解析するために、野生型マウス由来の凍結脳切片を用いて、抗体、蛍光色素および封入剤の選定、免疫染色条件およびSTED顕微鏡の光学設定条件の最適化を行った。その結果、解析対象分子はおおよそ100～200 nmのパンクタ状に観察され、非常に強力なSTED光の照射下においてもほとんど光退色することなく、解析対象分子に特異的な蛍光シグナルを得られるようになった。解析対象分子として、シナプス前部に局在してシナプス小胞の開口放出機能に関連する4分子（Bassoon、Piccolo、Munc13、電位依存性カルシウムチャネル）を選定した。続いて、抑制性シナプス前部に局在する解析対象分子のみの定量解析を可能にするために、抑制性シナプス前部と後部のマーカータンパク質（VGAT、Gephyrin）を合わせて免疫染色した三重免疫組織化学染色に最適な一次抗体および二次抗体の組み合わせを探索した。その結果、一部の解析対象分子が抑制性シナプス前部と後部のマーカータンパク質と共局在した様子を捉えることに成功し、抑制性シナプス前部に局在する解析対象分子のみの定量解析を可能にした。さらに、自閉症病態におけるシナプス前部の分子の発現異常が抑制性シナプスに限定的であるのか、あるいは興奮性シナプスにおいても同様に発現異常が認められるのかを明らかにするために、解析対象分子と興奮性シナプス前部と後部のマーカータンパク質（VGLUT1、PSD-95）との三重免疫組織化学染色についても行えるようにした。
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
    Date (from‐to) : 2015/04 -2017/03 
    Author : TAKIKAWA Kenji
     
    In vivo analysis of spatiotemporal dynamics of glutamate released from astrocytes in the brain provides an essential information for understanding of astrocyte-mediated synaptic plasticity. For visualizing glutamate dynamics in the vicinity of synapses in the living mouse brain, we aimed to develop an in vivo glutamate imaging system. We first generated a novel optical glutamate sensor, EOS, engineered by position-specific labeling of glutamate-binding protein with a small-molecular fluorescent dye. We then developed methods for specific EOS labeling of neuronal surfaces including synapses. By combining these techniques, we successfully visualized glutamate dynamics around the synapses in vivo in the living mouse cerebral cortex during astrocyte activation. Our in vivo glutamate imaging system should shed light on astrocyte-mediated synaptic plasticity.
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    Date (from‐to) : 2011 -2013 
    Author : 瀧川 健司
     
    本研究では、D-セリンのシナプス近傍での時空間パターンが神経機能を特徴づける重要な因子であるとの視点に立ち、脳内D-セリンの動態を高い時空間解像度で可視化解析を実現する蛍光性D-セリンセンサーを開発し、D-セリンイメージング技術の確立を目指す。当該年度においては、申請者が構築した蛍光性センサーのハイスループット作製系を活用することでD-セリンセンサーの候補となる蛍光複合体の選抜および有望な蛍光複合体のD-セリンに対する応答性を評価した。高精細・高感度なイメージングを実現する上でダイナミックレンジの大きい蛍光性センサーを開発することが望ましいため、ハイスループット作製系で作製した数百種類の蛍光複合体に対してD-セリン投与によって惹起される蛍光強度変化を指標にスクリーニングを行った。その結果、D-セリン投与によって10%以上の蛍光強度変化率を示した蛍光複合体をOregon Green標識体から5種類、Alexa Fluor 488標識体から6種類、Cy3標識体から10種類取得することに成功した。これらの内、Alexa Fluor 488標識体の一つは最大で約35%という大きな蛍光強度変化率を示した。続いて、神経あるいはグリア細胞から放出され拡散していくD-セリンをリアルタイムに捕らえる上でD-セリンに対する適切な親和性を持つ蛍光性センサーを開発することが必要であるため、スクリーニングで選抜した有望な蛍光複合体のD-セリンに対する親和性を評価した。その結果、期待に反して蛍光複合体のD-セリンに対する親和性は低く、D-セリンイメージングが困難であると予想される性質を示した。現在、蛍光複合体にアミノ酸変異を加えることでD-セリンに対する親和性の改善に努めている。

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