Analysis of the role of natriuretic peptides in neuronal mechanism of critical period

• Project/Area Number: 18K15350
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 51020:Cognitive and brain science-related
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: Nakamori Tomoharu 北里大学, 一般教育部, 助教 (50725348)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 刷込み行動 / 神経可塑性 / 臨界期 / 幼若期学習 / 臨界期の制御 / 学習

Outline of Final Research Achievements

We investigated how the natriuretic peptide family is involved in the neuronal mechanism of critical period of avian visual imprinting behavior, which is a model for early childhood learning. It was suggested that a peptide called CNP3 has a role in the initiation mechanism of the critical period by increasing the plasticity of nerve cells via activation of the receptor NPR1. It was also found that peptide A (unpublished) is deeply involved in the end of the critical period and the retention mechanism of imprinted memory by reducing the plasticity of nerve cells via activation of the receptor NPR3.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、幼若期における高い神経可塑性の分子メカニズムの一端が明らかになった。神経疾患や脳障害で失った高次機能の回復は、外科的・薬理学的な治療と並んで神経回路の再構築が重要なプロセスの１つである。しかしながら、個体成熟後における神経回路の再構築は困難である。その原因として成熟後の脳神経細胞では可塑性が低下していることが挙げられる。幼少時に見られる神経系の可塑的変化が起こり易い状態を再現させることは、高次機能回復法の発見にとって必要不可欠である。そのため、臨界期制御のメカニズムの研究は基礎研究だけでなく臨床応用に向けても重要な意味を持つ。

Research Products

• [Journal Article] Characteristic expressions of the natriuretic peptide family in the telencephalon of juvenile chick. (2019)
  • Author(s): Nakamori T, Chiba Y, Fujitani K, Makita A, Okubo T, Hirai K, Takamatsu N, Ohki-Hamazaki H.
  • Journal Title: Brain Research Volume: 1708 Pages: 116-125
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2018.12.007
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 視覚的刷込み行動の臨界期制御のメカニズム解明を目指して (2020)
  • Author(s): 中森智啓、小松澤和泉、藤谷和子、牧田愛美、岩田羽未、中川純香、浜崎浩子
  • Organizer: 第44回 鳥類内分泌研究会
• [Presentation] A C-type natriuretic peptide and its receptors in chick brain are involved in the process of visual imprinting (2019)
  • Author(s): Tomoharu Nakamori, Yurino Chiba, Haruka Ueno, Ami Makita, Tsugumi Okubo, Kasumi Hirai, Hiroko Ohki-Hamazaki
  • Organizer: 日本神経科学大会
• [Presentation] 鳥類の刷込み行動におけるナトリウム利尿ペプチドの役割 (2019)
  • Author(s): 中森智啓、藤谷和子、千葉ゆりの、上野晴香、牧田愛美、浜崎浩子
  • Organizer: 日仏生物研究会
• [Presentation] 刷込み行動におけるナトリウム利尿ペプチドの働きの解明を目指して (2019)
  • Author(s): 中森智啓、藤谷和子、千葉ゆりの、上野晴香、牧田愛美、浜崎浩子
  • Organizer: 鳥類内分泌研究会
• [Presentation] ヒヨコの神経の可塑的変化における遺伝子Xの役割について (2019)
  • Author(s): 小松澤和泉、中森智啓、浜崎浩子
  • Organizer: 鳥類内分泌研究会
• [Presentation] A C-type natriuretic peptide and its receptors in chick brain are involved in the process of visual imprinting. (2018)
  • Author(s): Nakamori T, Chiba Y, Ueno H, Makita A, Okubo T, Hirai K, Ohki-Hamazaki H.
  • Organizer: 日本神経科学大会
• [Remarks] 北里大学一般教育部生物学・大学院医療系研究科 浜崎浩子 研究グループ
  • URL: https://www.clas.kitasato-u.ac.jp/bio/personal/hamazaki/index20a.html
• [Remarks] 北里大学 一般教育部生物学 大学院医療系研究科 浜崎浩子グループ
  • URL: https://www.clas.kitasato-u.ac.jp/bio/personal/hamazaki/index19a.html
• [Remarks] 北里大学 一般教育部生物学 大学院医療系研究科 浜崎浩子グループ
  • URL: http://www.clas.kitasato-u.ac.jp/bio/personal/hamazaki/index16a.html