マウス瞬目反射学習に小脳は不要か?

• Project/Area Number: 19659010
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Physical pharmacy
• Research Institution: Tokushima Bunri University
• Principal Investigator: 桐野 豊 Tokushima Bunri University, 香川薬学部, 教授 (10012668)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川原 茂敬 富山大学, 大学院・理工学研究部(工学), 教授 (10204752) ; 北村 美一郎 徳島文理大学, 香川薬学部, 講師 (70348829) ; 岸本 泰司 徳島文理大学, 香川薬学部, 助教 (90441592) ; 窪田 剛志 徳島文理大学, 香川薬学部, 助教 (90412402)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2008: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 2007: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: 神経科学 / 脳・神経

Research Abstract

1.本研究の目的である、マウスにおける瞬目反射条件づけにおいて小脳が必須ではないという仮説を検討するために厳密な条件のもと、小脳切除による条件反射の形成および保持に対する効果を調べた。小脳半球切除の後、i)2週間、ii)4週間、iii)8週間の三通りの回復期間を置いたのち条件づけを行った。その結果、いずれの回復期間においても、小脳切除野生型マウスはコントロール群に比し著明な学習障害を呈し、10日間の学習試行において有意な学習率の上昇を見なかった。これまでの研究で、ウサギやラットでは小脳(小脳核あるいは小脳皮質)を切除すると本学習の獲得が大きく損なわれ、また一度蓄積された記憶も著明に失われることが知られていた。今回の結果は、マウスにおいても他の種同様、小脳が本学習の記憶の形成・保持の場として働いていることを示すものである。適切な条件の実験系を用いた場合、小脳が広く種を超えて、このタイプの運動記憶成立に必須であることを明らかにすることができた。なお、遺伝子操作により、小脳皮質の機能を可逆的に活性化/不活性化することのできる数種のミュータントマウスでも本実験の結果を支持するデータを得ている。
2.麻酔下にC57BL/6マウスおよびDBA/2マウスの右側小脳半球を吸引除去し、2週間以上の回復期間の後に、右眼(対側)を用いた典型的な遅延課題による瞬目反射条件づけを行った。以前の結果と同様に、C57BL/6マウスにおいては対側小脳破壊群の学習障害は認められなかった。加えて、前年度に顕著な同側小脳依存性が明らかとなったDBA/2マウスにおいても、対側小脳依存性は認められなかった。以上の結果は、DBA/2マウスにおける小脳破壊の効果は、これまで報告されているNew Zealand白ウサギにおける小脳依存性と一致していることを示唆している。

Research Products

• [Journal Article] Dual involvement of G-substrate in motor learning revealed by gene deletion (2009)
  • Author(s): Endo, S., Shutoh, F., Dinh, T. L., Okamoto, T., Ikeda, T., Suzuki, M., Kawahara, S., Yanagihara, D., Sato, Y., Yamada, K., Sakamoto, T., Kirino, Y., Hartell, N. A., Yamaguchi, K., Itohara, S., Nairn, A. C., Greengard, P., Nagao, S., Ito M.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA 106 (9) Pages: 3525-3530
  • NAID: 120006399303
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Orexins increase mRNA expressions of neurotrophin-3 in rat primary cortical neuron cultures (2009)
  • Author(s): Yamada, N., Katsuura, G., Tatsuno, I., Asaki, T., Kawahara, S., Ebihara, K., Saito, Y., Nakao, K.
  • Journal Title: Neurosci Lett 450(2) Pages: 132-135
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nitric oxide-cyclic guano sine monophosphate signaling in the local circuit of the cricket abdominal nervous system (2008)
  • Author(s): Aonuma, H., Kitamura, Y., Niwa, K., Ogawa, H., Oka K
  • Journal Title: Neuroscience 157(4) Pages: 749-761
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neural and molecular mechanisms of microcognition in Limax (2008)
  • Author(s): Watanabe, S., Kirino, Y., Gelperin, A.
  • Journal Title: Learn Mem 15(9) Pages: 633-642
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nitric oxide is involved in appetitive but not aversive olfactory learning in the land slug Limax valentianus (2008)
  • Author(s): Yabumoto, T., Takanashi, F., Kirino, Y., Watanabe, S.
  • Journal Title: Learn Mem 15(4) Pages: 229-232
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Orexin decreases mRNA expressions of NMDA and AMPA receptor subunits in rat primary neuron cultures (2008)
  • Author(s): Yamada, N., Katsuura, G., Tatsuno, I., Asaki, T., Kawahara, S., Ebihara, K., Saito, Y., Nakao, K.
  • Journal Title: Peptides 29(9) Pages: 1582-1587
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Differential regulation of syllaptic plasticity and cerebellar motor leaming by the C-terrninal PDZ-binding motif of GluR δ 2 (2008)
  • Author(s): Kakegawa, W, et. al.
  • Journal Title: Journal of Neuroscience 28 Pages: 1460-1468
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impaired motor functions in mice lacking the RNA-binding protein Hzf (2008)
  • Author(s): Iijima, T, et. al.
  • Journal Title: Neuroscience Research 58 Pages: 183-189
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Junctophilin-mediated channel crosstalk essential for cerebellar synaptic plasticity (2007)
  • Author(s): Kakizawa, S, et. al.
  • Journal Title: EMBO Joumal 26 Pages: 1924-1933
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of protein-tyrosine phosphatase PTPMEG in motor learning and cerebellar long-term depression (2007)
  • Author(s): Kina, S, et. al.
  • Journal Title: European Journal of Neuroscience 26 Pages: 2269-2278
  • Peer Reviewed
• [Presentation] テトラサイクリン遺伝子発現誘導系を利用した記憶学習の分子過程の解明 (2009)
  • Author(s): 岸本泰司, 原田武志, 平井良枝, 中尾晴美, 中尾和貴, 饗場篤, 桐野豊
  • Organizer: 日本薬学会第129回年会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] 小脳依存性学習に対するアナンダミド分解酵素阻害の効果 (2009)
  • Author(s): 中山順子, 奥郁子, 岸本泰司, 桐野豊
  • Organizer: 日本薬学会第129回年会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] 運動記憶形成における小脳頼粒細胞シナプス機能の解明 (2008)
  • Author(s): 岸本泰司, 和田教男, 桐野豊, 狩野方伸, 中西重忠
  • Organizer: 第1回日本生物物理学会中国四国支部大会
  • Place of Presentation: 高知
  • Year and Date: 2008-06-16
• [Presentation] 野生型マウスの加齢による聴性脳幹反応の変化 (2008)
  • Author(s): 北村美一郎, 桐野豊
  • Organizer: 第1回日本生物物理学会中国四国支部大会
  • Place of Presentation: 高知
  • Year and Date: 2008-06-16
• [Presentation] マウス聴性脳幹反応の加齢による変化 (2008)
  • Author(s): 北村 美一郎, 他
  • Organizer: 第128年会日本薬学会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] マウス瞬目反射条件付けの画像解析 (2008)
  • Author(s): 臼井弘児, 水上愛理, 川原茂敬
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] DBA/2マウスの瞬目反射条件付けにおける小脳依存性 (2008)
  • Author(s): 川原茂敬, 龍崎優一郎, 西深遼, 的場圭亮, 堀内嵩大
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] モノアシルグリセロールリパーゼ(MGL)阻害による瞬目反射条件付け記憶の消去障害 (2008)
  • Author(s): 岸本泰司, 桐野豊
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 小脳破壊マウスは瞬目反射条件付け痕跡課題の学習にcaudal anterior cingulate cortex を必要とするが、小脳非破壊マウスは必要としない (2008)
  • Author(s): 神徳隆之, 堀内嵩大, 川原茂敬
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 瞬目反射学習における文脈依存的弁別学習と応答の海馬の状態への依存性 (2008)
  • Author(s): 徳田慶太, 西川倫正, 川原茂敬
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] Tet-OFF遺伝子発現システムを用いた小脳学習におけるMAPK/ERK kinase 1 の機能解析 (2008)
  • Author(s): 岸本泰司, 原田武志, 平井良枝, 中尾晴美, 中尾和貴, 桐野豊, 饗場篤
  • Organizer: 第45回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 福岡
• [Presentation] 野生型マウスC57BL/6Jにおける聴性脳幹反応の加齢に伴う変化 (2008)
  • Author(s): 北村美一郎, 桐野豊
  • Organizer: 第45回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 福岡
• [Presentation] 肥満モデルマウスの瞬目反射条件付け学習におけるカンナビノイドシステムの関与 (2008)
  • Author(s): 窪田剛志, 桐野豊
  • Organizer: 第45回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 福岡
• [Presentation] ヒト-動物共通学習パラダイムを用いたMAPK/ERK kinase 1の分子機能解析 (2008)
  • Author(s): 岸本泰司, 原田武志, 饗場篤
  • Organizer: 第2回次世代を担う若手医療薬科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] 瞬目反射条件付けの自家蛍光イメージング (2007)
  • Author(s): 渡辺 恵, 他
  • Organizer: 日本生物物理学会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-21
• [Presentation] 加齢によるマウス聴性脳幹反応の変化 (2007)
  • Author(s): 北村 美一郎, 他
  • Organizer: 第45回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-21
• [Presentation] マウス瞬目反射学習におけるNOの役割 (2007)
  • Author(s): 北村 美一郎, 他
  • Organizer: 第1回日本生物物理学会四国支部大会
  • Place of Presentation: 香川県さぬき市
  • Year and Date: 2007-06-16
• [Presentation] ラット瞬目反射学習での同側小脳依存性 (2007)
  • Author(s): 堀内 嵩大, 他
  • Organizer: 日本神経科学学会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] Cbhn1欠損マウスを用いた小脳学習および海馬学習におけるCbln1の機能解析 (2007)
  • Author(s): 江見 恭一, 他
  • Organizer: 日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] Trace eyeblink conditioning in an intracerebroventricUlar streptozotocin-induced dementia model (2007)
  • Author(s): Wang F, et. al.
  • Organizer: China-Japan Joint Meeting of Basic and Clinical Pharmacology
  • Place of Presentation: 大連,中国
• [Presentation] Ipsilateral cerebellum is crucial but not essential for rat eyeblink conditioning (2007)
  • Author(s): Horiuchi, T, et. al.
  • Organizer: Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: San Diego,USA
• [Book] 生物物理学ハンドブック (2007)
  • Author(s): 石渡 信一, 他
  • Total Pages: 662
  • Publisher: 朝倉書店
• [Remarks] 徳島文理大学香川薬学部生物物理学講座ホームページ
  • URL: http://kp.bunri-u.ac.jp/kph16/index.html