瞬目条件反射学習における小脳深部核の2峰性遺伝子転写制御の解析

• Project/Area Number: 18022049
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 糸原 重美 The Institute of Physical and Chemical Research, 行動遺伝学技術開発チーム, チームリーダー (60252524)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥4,400,000 (Direct Cost: ¥4,400,000); Fiscal Year 2007: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2006: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
• Keywords: 瞬目条件反射学習 / 情動学習 / 運動学習 / 可塑性 / 小脳深部核 / 小脳 / 扁桃体 / 遺伝子

Research Abstract

瞬目条件反射学習は、種を越えて高度に保存された運動学習のパラダイムであり、その学習記憶には小脳が中心的役割を果たす。しかしながら、記憶痕跡の形成場所、およびその分子・細胞機構が十分に理解されたとは言えない。我々は、瞬目条件反射学習に伴ってマウス小脳深部核で発現量が変化する遺伝子を体系的に解析し、異なった時空間的特徴を示す二群の遺伝子の存在を明らかとした。早期に広範な領域で発現が高まる遺伝子群は運動学習に先行する情動学習を反映し、後期に小脳深部核選択性を持って発現が高まる遺伝子群が運動学習の記憶痕跡形成に直接的に関わること、さらには情動学習に伴う大きな遺伝子発現変化は、運動学習に関連したシナプス可塑性に対しプライミング効果を担うとの作業仮説を立て、それらの検証を試みている。視床下部-下垂体-副腎軸を介したストレス反応経路の関与を検証するため、瞬目条件反射学習過程における副腎皮質ホルモンの動態、副腎摘出マウスでの学習効率を解析した。その結果は、瞬目条件反射学習の成立に副腎皮質ストレスホルモンを必要としないことを示唆した。さらに、副腎摘出マウスでの初期遺伝子群の動態を、全小脳サンプルを用いて定量的に解析したところ、全小脳サンプルにおける初期遺伝子群の発現は、副腎皮質ホルモンの血中レベルの影響を受けるが、瞬目条件反射学習の情動学習過程における小脳深部核での一過性発現の亢進は、副腎皮質ホルモンの動態と一致しないので、副腎皮質ホルモン非依存的に成立する可能性が示唆され、扁桃体から視床下部を経由し、小脳に投射する神経回路が小脳深部核での一過性発現の亢進に関与する可能性を修正作業仮説として提案するに至った。