幼児性健忘における歯状回成熟度の意義の解明

• Project Area: Principles of memory dynamism elucidated from a diversity of learning systems
• Project/Area Number: 16H01270
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: 高雄 啓三 富山大学, 研究推進機構 研究推進総合支援センター, 教授 (80420397)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000); Fiscal Year 2017: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2016: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
• Keywords: 脳科学 / 心理学 / 精神疾患 / 海馬歯状回

Outline of Annual Research Achievements

神経細胞には活動の強弱によりシナプス強度や神経細胞そのものの興奮性が変化する「ホメオスタティック可塑性」という現象があることが知られている。光遺伝学によって海馬歯状回の神経細胞の興奮性を操作することでホメオスタティック可塑性を引き起こすことができれば、歯状回の成熟度についても変化を引き起こすことができると考えられる。本研究は、幼児性健忘が海馬歯状回の未成熟によって引き起こされており、海馬歯状回の成熟度が記憶の安定性を決める因子であるという仮説に基づいて行った。光遺伝学による歯状回特異的な神経活動操作が記憶の安定性にどのような効果を及ぼすか検討した。 Cre-loxP システムを用いて光感受性タンパク質であるチャネルロドプシン２ (ChR2) を歯状回特異的に発現させてマウスの歯状回に in vivo で局所的に光刺激を与え、マウスに各種の記憶課題を行わせた。また、アデノ随伴ウィルスベクターによる海馬歯状回への遺伝子導入についてもプロトコルを確立した。光依存性に活性化する酵素の一種を海馬歯状回特異的に発現させ、自由行動下に光刺激によって活性化させることができた。この刺激は短期記憶の成績には影響を与えなかったが、酵素が活性化されたマウスでは長期記憶の成績が有意に向上していた。つまり、長期記憶の安定化が見られた。今後は、これまでに得られた成果を元に海馬歯状回の成熟度と記憶の安定性についてより詳細な検討を行う。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Expression of aggrecan components in perineuronal nets in the mouse cerebral cortex. (2018)
  • Author(s): Hiroshi Ueno, Kazuki Fujii, Shunsuke Suemitsu, Shinji Murakami, Naoya Kitamura, Kenta Wani, Shozo Aoki, Motoi Okamoto, Takeshi Ishihara, Keizo Takao
  • Journal Title: IBRO Reports Volume: ー
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Age-dependent and region-specific alteration of parvalbumin neurons and perineuronal nets in the mouse cerebral cortex (2018)
  • Author(s): Ueno Hiroshi、Takao Keizo、Suemitsu Shunsuke、Murakami Shinji、Kitamura Naoya、Wani Kenta、Okamoto Motoi、Aoki Shozo、Ishihara Takeshi
  • Journal Title: Neurochem Int Volume: 112 Pages: 59-70
  • DOI: 10.1016/j.neuint.2017.11.001
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Abnormalities in perineuronal nets and behavior in mice lacking CSGalNAcT1, a key enzyme in chondroitin sulfate synthesis (2017)
  • Author(s): Yoshioka Nozomu、Miyata Shinji、Tamada Atsushi、Watanabe Yumi、Kawasaki Asami、Kitagawa Hiroshi、Takao Keizo、Miyakawa Tsuyoshi、Takeuchi Kosei、Igarashi Michihiro
  • Journal Title: Mol Brain Volume: 10 Issue: 1 Pages: 47-47
  • DOI: 10.1186/s13041-017-0328-5
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Mutation-induced loss of APP function causes GABAergic depletion in recessive familial Alzheimer’s disease: analysis of Osaka mutation-knockin mice (2017)
  • Author(s): Umeda Tomohiro、Kimura Tetsuya、Yoshida Kayo、Takao Keizo、Fujita Yuki、Matsuyama Shogo、Sakai Ayumi、Yamashita Minato、Yamashita Yuki、Ohnishi Kiyouhisa、Suzuki Mamiko、Takuma Hiroshi、Miyakawa Tsuyoshi、Takashima Akihiko、Morita Takashi、Mori Hiroshi、Tomiyama Takami
  • Journal Title: Acta Neuropathol Commun Volume: 5 Issue: 1 Pages: 59-59
  • DOI: 10.1186/s40478-017-0461-5
  • NAID: 120006371271
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Comprehensive Behavioral Analysis of Activating Transcription Factor 5-Deficient Mice (2017)
  • Author(s): Umemura Mariko、Ogura Tae、Matsuzaki Ayako、Nakano Haruo、Takao Keizo、Miyakawa Tsuyoshi、Takahashi Yuji
  • Journal Title: Front Behav Neurosci Volume: 11 Pages: 125-125
  • DOI: 10.3389/fnbeh.2017.00125
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Decreased cohesion in the brain leads to defective synapse development and anxiety-related behavior (2017)
  • Author(s): Fujita Y, Masuda K, Bando M, Nakato R, Katou Y, Tanaka T, Nakayama M, Takao K, Miyakawa T, Tanaka T, Ago Y, Hashimoto H, Shirahige K, Yamashita T.
  • Journal Title: J. Exp. Med. Volume: 印刷中 Issue: 5 Pages: 1431-1452
  • DOI: 10.1084/jem.20161517
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Prothymosin alpha-deficiency enhances anxiety-like behaviors and impairs learning/memory-functions and neurogenesis (2017)
  • Author(s): Ueda H, Sasaki K, Halder SK, Deguchi Y, Takao K, Miyakawa T, Tajima A
  • Journal Title: Journal of Neurochemistry Volume: 141 Issue: 1 Pages: 124-136
  • DOI: 10.1111/jnc.13963
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] QRFP-deficient mice are hypophagic, lean, hypoactive and exhibit increased anxiety-like behavior (2016)
  • Author(s): Okamoto K, Yamasaki M, Takao K, Soya S, Iwasaki M, Sasaki K, Magoori K, Sakakibara I, Miyakawa T, Mieda M, Watanabe M, Sakai J, Yanagisawa M, Sakurai T
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 11 Issue: 11 Pages: e0164716-e0164716
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0164716
  • NAID: 120007129233
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Distribution of silver nanoparticles to breast milk and their biological effects on breast-fed offspring mice (2016)
  • Author(s): Morishita Y, Yoshioka Y, Takimura Y, Shimizu Y, Namba Y, Nojiri N, Ishizaka T, Takao K, Yamashita F, Takuma K, Ago Y, Nagano K, Mukai Y, Kamada H, Tsunoda SI, Saito S, Matsuda T, Hashida M, Miyakawa T, Higashisaka K, Tsutsumi Y
  • Journal Title: ACS Nano Volume: 10 Issue: 9 Pages: 8180-91
  • DOI: 10.1021/acsnano.6b01782
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Cohort removal induces changes in body temperature, pain sensitivity, and anxiety-like behavior. (2016)
  • Author(s): Takao K, Shoji H, Hattori S, Miyakawa T.
  • Journal Title: Frontiers in Behavioral Neuroscience Volume: 10 Pages: 99-99
  • DOI: 10.3389/fnbeh.2016.00099
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Gomafu lncRNA knockout mice exhibit mild hyperactivity with enhanced responsiveness to the psychostimulant methamphetamine (2016)
  • Author(s): Ip JY, Sone M, Nashiki C, Pan Q, Kitaichi K, Yanaka K, Abe T, Takao K, Miyakawa T, Blencowe BJ, Nakagawa S,
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 6 Issue: 1 Pages: 27204-27204
  • DOI: 10.1038/srep27204
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] マウス大脳皮質におけるアグリカン陽性ペリニューロナルネットの発現. (2018)
  • Author(s): 上野浩司, 高雄啓三, 藤井一希, 末光俊介, 岡本基, 石原武士
  • Organizer: 第95回日本生理学会大会
• [Presentation] Behavioral physiological approach to the pathology and treatment of psychiatric disorder (2018)
  • Author(s): 高雄 啓三
  • Organizer: 第8回新潟大学脳研究所共同研究拠点国際シンポジウムThe BRI International Symposium 2018
• [Presentation] 遺伝子改変マウスの行動解析を起点とした精神疾患研究 (2017)
  • Author(s): 高雄 啓三
  • Organizer: 2017年度 生命科学系学会合同年次大会 ConBio2017
• [Presentation] ノンコードゲノム領域の機能理解へのGenome Architectureの試み (2017)
  • Author(s): 北野翔平, 金子真也, 高雄啓三, 相澤康則
  • Organizer: 2017年度生命科学系学会合同年次大会 ConBio2017
• [Presentation] マウス大脳皮質におけるパルブアルブミンニューロンと神経細胞周囲網の年齢に関連した変化 (2017)
  • Author(s): 上野浩司, 高雄啓三, 末光俊介, 岡本 基, 石原武士
  • Organizer: 2017年度生命科学系学会合同年次大会 ConBio2017
• [Presentation] Mouse behavioral phenotype database. Advances in Neuroinformatics (2017)
  • Author(s): Hattori S, Shoji H, Takao K, Miyakawa T
  • Organizer: Advances in Neuroinformatics
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Bidirectional role of postsynaptic cAMP and cGMP in synaptic plasticity and memory (2017)
  • Author(s): Borovac J, Luyben T, Takao K, Okamoto K
  • Organizer: 47th Annual meeting of Society for Neuroscience
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] CDKL5 controls postsynaptic localization of GluN2B-containing NMDA receptors in the hippocampus, and regulates seizure susceptibility, as well as emotional behaviors and memory (2017)
  • Author(s): 8.Tanaka T, Okuda K, Kobayashi S, Fukaya M, Takao K, Watanabe A, Murakami T, Hagiwara M, Komano- Inoue S, Manabe H, Yamaguchi M, Sakagami H, Miyakawa T, Mizuguchi M, Manabe T
  • Organizer: 47th Annual meeting of Society for Neuroscience
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 「こころ」の物質的基盤を探る行動生理学的アプローチ (2017)
  • Author(s): 高雄啓三
  • Organizer: 第9回 光操作研究会
• [Presentation] シプナスオーガナイザー遺伝子点変異導入マウスを用いた神経発達障害発症機構の解明 (2017)
  • Author(s): 吉田知之, 山形敦史, 田端彩子, 和泉宏謙, 城島知子, 金 主賢, 深田優子, 深田正紀, 高雄啓三, 森 寿, 深井周也
  • Organizer: 第39回日本生物学的精神医学会, 第47回日本神経精神薬理学会
• [Presentation] 空間弁別に必要なセプチン依存的シナプス制御 (2017)
  • Author(s): 上田（石原）奈津実, 深澤有吾, 鈴木悠大, 増田啓吾, 高雄啓三, 宮川 剛, 尾藤晴彦, 木下 専
  • Organizer: 第40回日本神経科学大会
• [Presentation] West 症候群・Rett 症候群の原因遺伝子CDKL5の相互作用蛋白探索とloss-of -function 解析による統合的機能解明 (2017)
  • Author(s): 田中輝幸, 奥田耕助, 小林静香, 村上拓冬, 深谷昌弘, 高雄啓三, 渡邊 紀, 萩原 舞, 阪上洋行, 水口 雅, 宮川 剛, 真鍋俊也
  • Organizer: 第40回日本神経科学大会
• [Presentation] 転写因子ATF5の欠損は行動異常を引き起こす (2017)
  • Author(s): 梅村真理子, 小倉多恵, 金子泰之, 中野春男, 高橋 滋, 高雄啓三, 宮川 剛, 高橋勇二
  • Organizer: 第40回日本神経科学大会
• [Presentation] 統合失調症モデル Schnurri-2 ノックアウトマウスの歯状回顆粒細胞における三次元電子顕微鏡解析 (2017)
  • Author(s): 中尾章人, 高雄啓三, 大平耕司, 宮崎直幸, 村田和義, 宮川 剛
  • Organizer: 第40回日本神経科学大会
• [Presentation] オーファン代謝型受容体 Prrt 3の大脳特異的ノックアウトマウスの行動解析、およびそのリガンド同定に向けた小分子ライブラリーのスクリーニング (2017)
  • Author(s): 陳 以珊, 山本友美, 周 麗, 夏目里恵, 今野幸太郎, 上杉志成, 渡辺雅彦, 高雄啓三, 宮川 剛, 崎村健司, 久保義弘
  • Organizer: 第40回日本神経科学大会
• [Presentation] ミクログリアに発現する電位依存性プロトンチャネルの脳内における発現差異とその機能 (2017)
  • Author(s): 河合喬文, 高雄啓三, 崎村健司, 宮川 剛, 岡村康司
  • Organizer: 第40回日本神経科学大会
• [Presentation] マウスはやはりヒト炎症性疾患のモデルになる －バイオインフォマティクス的手法によるマウスモデルの再評価－ (2016)
  • Author(s): Keizo Takao
  • Organizer: 第54回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • Year and Date: 2016-11-25
• [Presentation] Three-dimensional analysis of dendritic spines and mitochondria in dentate gyrus granule cells in Schnurri-2 knockout mice, an animal model for schizophrenia (2016)
  • Author(s): Nakao A, Takao K, Ohira K, Miyazaki N, Murata K, Miyakawa T
  • Organizer: 46th Annual meeting of Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: San Diego（USA）
  • Year and Date: 2016-11-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Role of R-type calcium channel (Cav2.3) in medial habenula to interpeduncular nucleus pathway (2016)
  • Author(s): Bhandari P, Parajuli LK, Takao K, Miyakawa T, Kobayashi Y, Tanaka KF, Shigemoto R
  • Organizer: 46th Annual meeting of Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: San Diego（USA）
  • Year and Date: 2016-11-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Tutorial contents on neuroinfomrmatics platforms (2016)
  • Author(s): Yamaguchi Y, Hattori S, Takao K, Okumura Y, Suenaga S, Ishii I, Honda A, Ogawa M, Usui S, Miyakawa T
  • Organizer: 46th Annual meeting of Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: San Diego（USA）
  • Year and Date: 2016-11-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] RNG105 ヘテロマウスの網羅的行動解析―社会的相互作用・新奇対象への反応の低下 (2016)
  • Author(s): 大橋りえ,高雄啓三,宮川剛, 椎名伸之
  • Organizer: 第39回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-07-20
• [Presentation] West症候群・Rett症候群の原因遺伝子CDKL5は後シナプスNMDA受容体局在を制御し、記憶・学習、情動、易痙攣性を調節する (2016)
  • Author(s): 村上拓冬, 奥田耕助, 小林静香, 深谷昌弘, 高雄啓三, 渡邉紀, 萩原舞, 阪上洋行, 水口雅 , 宮川剛, 真鍋俊也, 田中輝幸
  • Organizer: 第39回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-07-20
• [Presentation] 自閉症様行動を示すFcγRIIB欠損マウスはPerineuronal netsの発現が変化している (2016)
  • Author(s): 上野浩司, 横内美保子, 石原武士,末光俊介 高雄啓三, 宮川剛, 岡本基
  • Organizer: 第39回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-07-20
• [Presentation] マウスモデルを用いた統合失調症研究の可能性 (2016)
  • Author(s): 高雄啓三
  • Organizer: 第39回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-07-20
• [Presentation] Mouse Behavioral Phenotype Database (2016)
  • Author(s): Satoko Hattori , Hirotaka Shoji , Keizo Takao , Tsuyoshi Miyakawa
  • Organizer: INCF Japan International Workshop: Advances in Neuroinformatics
  • Place of Presentation: 理化学研究所（埼玉県和光市）
  • Year and Date: 2016-05-28