| Project/Area Number |
24K02131
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 46020:Anatomy and histopathology of nervous system-related
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
深澤 有吾 福井大学, 学術研究院医学系部門, 教授 (60343745)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村田 航志 福井大学, 学術研究院医学系部門, 助教 (10631913)
西住 裕文 福井大学, 学術研究院医学系部門, 准教授 (30292832)
黒田 一樹 福井大学, 学術研究院医学系部門, 准教授 (60557966)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2029-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2028: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2027: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2026: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
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| Keywords | シナプス / 記憶 / 神経回路 / 情動 / 電子顕微鏡 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、嗅覚情報と快・不快情動とを結びつけるニューロンとそのシナプス（記憶痕跡）を同定し、情動記憶形成の回路メカニズムを明らかにすることを目的とする。このため、脳内の記憶痕跡ニューロンが同定可能な遺伝子改変マウスを作出し、このマウスに新奇で情動誘発を起こさない匂いと砂糖水（誘引要因）または電気ショック（忌避要因）との連合学習課題を課し、嗅結節内のmedium spiny neuronの樹状突起上のシナプス分布と微細構造に加え、分子局在を定量的に解析することで、感覚情報と情動記憶の連合を支える記憶痕跡の構造実態を可視化し、感覚情報に情動的重みづけを行う神経回路メカニズムを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
手続き記憶（運動学習）や陳述記憶（意味学習）の神経回路メカニズムは徐々に明らかになってきたが、様々な感覚体験と情動（こころ）を関連づける記憶（情動記憶）の回路メカニズムは不明である。本研究では、脳内の記憶痕跡細胞が同定可能な遺伝子改変マウスを作出し、情動記憶を支えるシナプス（記憶痕跡）を可視化する。このため、新奇で情動を誘発しない匂いと砂糖水（誘引要因）または電気ショック（忌避要因）との連合学習モデルを用いて、嗅結節内のmedium spiny neuron (MSN)の樹状突起とシナプスの微細構造と分子局在を定量的に明らかにし、情動記憶形成の回路メカニズムを明らかにすることを目的とする。
本研究では下記の5つの項目について解析を実施し、匂い情報に対する誘引・忌避学習の神経回路レベルの仕組みを明らかにする。① 嗅結節MSNへの入力線維の同定と樹状突起上分布（①－1:扁桃体から嗅結節MSNへの投射様式、①－2:責任糸球体の同定と嗅結節MSNへの投射様式、①－3:SDS-FRL法によるD1RとD2RのMSN細胞膜上分布） ② 誘引・忌避学習に関連した嗅結節MSNの選択的標識技術の確立 ③ 誘引・忌避学習に関連した嗅結節内記憶痕跡シナプスの同定 ④ 誘引・忌避学習に関連した嗅結節内分子局在変化の解析 ⑤ 誘引・忌避学習関連嗅結節MSN選択的活動阻害の影響
学習・記憶形成のメカニズムを神経回路レベルで解明するためには、記憶形成に直接関与した神経細胞とシナプスを同定する必要があり未だ困難である。本研究はこの困難を打破するため、個体間の比較が可能なほど緻密で定量性の高い生体内構造解析と分子局在解析の技術開発を電子顕微鏡を用いた独自の解析技術を基盤に目指す点で独創的である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
Ｒ６年度に実施を計画していた①－1:扁桃体から嗅結節MSNへの投射様式、①－2:責任糸球体の同定と嗅結節MSNへの投射様式、および② 誘引・忌避学習に関連した嗅結節MSNの選択的標識技術の確立については、研究時間と人材が確保できず予定通り進まなかった。しかし、R7年度に予定していた①―3:SDS-FRL法によるD1RとD2RのMSN細胞膜上分布については解析を開始し、新規に導入されたAIを用いた画像解析装置「True AI」の使用条件の検討、および、標識に適した特異抗体（D1R, D2R, GFP, tdTomato）の選定と標識条件の検討を行い、実験条件を確立した。
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| Strategy for Future Research Activity |
R6年度計画であった①－1:扁桃体から嗅結節MSNへの投射様式、①－2:責任糸球体の同定と嗅結節MSNへの投射様式、および② 誘引・忌避学習に関連した嗅結節MSNの選択的標識技術の確立について、早急に遅れを取り戻すとともに、R7年度に開始する計画であった② 誘引・忌避学習に関連した嗅結節MSNの選択的標識技術の確立 ③ 誘引・忌避学習に関連した嗅結節内記憶痕跡シナプスの同定に着手する。
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