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記憶遷移を担う神経回路ダイナミクスの神経ペプチドによる修飾メカニズム

Publicly Offered Research

Project AreaCensus-based biomechanism of circuit construction and transition for adaptive brain functions
Project/Area Number 22H05485
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (III)
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

殿城 亜矢子  千葉大学, 大学院薬学研究院, 准教授 (90645425)

Project Period (FY) 2022-06-16 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Keywords神経ペプチド / ショウジョウバエ / 記憶 / 老化 / 栄養 / 学習 / Dh31
Outline of Research at the Start

学習・記憶能は、加齢に伴い低下する。その原因として、神経ペプチドが加齢に伴い変化し、記憶低下の原因となることが示唆されている。しかし、記憶形成に関与する神経ペプチドが記憶能を支える神経回路にどの様に組み込まれているか、また神経ペプチドと加齢性記憶障害との関与については不明な点が多い。本研究はショウジョウバエの嗅覚記憶系を用いて、行動遺伝学や生体カルシウムイメージング手法、単一細胞群トランスクリプトーム解析を組み合わせることで、神経ペプチドが学習・記憶機能を制御する神経基盤・分子機構を明らかにする。さらに、神経ペプチドの加齢性変化が記憶に与える影響を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

動物は、危険な状況を学習・記憶し、生き抜く能力をもつ。この様な動物の適応行動に必要な学習・記憶能は、加齢に伴い低下する。その原因として、神経ペプチドが加齢に伴い変化し、記憶低下の原因となることが示唆されている。しかし、記憶形成に関与する神経ペプチドが学習・記憶能を支える神経回路にどの様に組み込まれているか、また神経ペプチドと加齢性記憶障害との関与については不明な点が多い。学習記憶能を支える適応回路が明らかとなっているショウジョウバエの嗅覚連合学習系を用いて、行動遺伝学やトランスクリプトーム解析を組み合わせることで、神経ペプチドが学習・記憶機能を制御する神経基盤・分子機構を明らかにすることを目指してきた。
これまでに体系的スクリーニングにより記憶に関与することが示唆された神経ペプチドについて解析を進めてきた。今年度は新たに神経ペプチドAとその受容体が記憶の維持に必要であること、また受容体が特定のドーパミン神経細胞群で発現することが記憶の維持に必要であることをショウジョウバエ嗅覚連合学習系を用いて明らかにした。また神経ペプチドAの変異体個体では、神経シナプス関連因子の発現量が顕著に低下することから、神経ペプチドAがシナプス形成に関与している可能性が考えられる。さらに、老化や食餌内の栄養によって神経ペプチドAあるいは受容体の発現量が変化することが明らかとなった。それらが老化による記憶障害や栄養による記憶制御にそれぞれ関与している可能性が示唆された。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Small-molecule screening in aged<i>Drosophila</i>identifies mGluR as a regulator of age-related sleep impairment2023

    • Author(s)
      Hou Xue、Hayashi Reina、Itoh Motoyuki、Tonoki Ayako
    • Journal Title

      Sleep

      Volume: - Issue: 5

    • DOI

      10.1093/sleep/zsad018

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Neuropeptide diuretic hormone 31 mediates memory and sleep via distinct neural pathways in Drosophila2023

    • Author(s)
      Lyu Sizhe、Terao Noritaka、Nakashima Hirofumi、Itoh Motoyuki、Tonoki Ayako
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: 192 Pages: 11-25

    • DOI

      10.1016/j.neures.2023.02.003

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biology of cognitive aging across species2023

    • Author(s)
      Kakizawa Sho、Park Joong‐Jean、Tonoki Ayako
    • Journal Title

      Geriatrics & Gerontology International

      Volume: 24 Issue: S1 Pages: 15-24

    • DOI

      10.1111/ggi.14782

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Nitric oxide‐soluble guanylyl cyclase pathway as a contributor to age‐related memory impairment in <i>Drosophila</i>2022

    • Author(s)
      Tonoki Ayako、Nagai Saki、Yu Zhihua、Yue Tong、Lyu Sizhe、Hou Xue、Onuki Kotomi、Yabana Kaho、Takahashi Hiroki、Itoh Motoyuki
    • Journal Title

      Aging Cell

      Volume: 21 Issue: 9

    • DOI

      10.1111/acel.13691

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The guppy (Poecilia reticulata) is a useful model for analyzing age-dependent changes in metabolism, motor function, and gene expression2022

    • Author(s)
      Imai Moeno、Mizoguchi Takamasa、Wang Meng、Li Yingyi、Hasegawa Yoshinori、Tonoki Ayako、Itoh Motoyuki
    • Journal Title

      Experimental Gerontology

      Volume: 160 Pages: 111708-111708

    • DOI

      10.1016/j.exger.2022.111708

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] High-fat diet impairs intermediate-term memory by inhibiting autophagy process in neurons2024

    • Author(s)
      Minrui Jiang, Tong Yue, Motoyuki Itoh, Ayako Tonoki
    • Organizer
      The Asia Pacific Drosophila Neurobiology Conference 3(APDNC3)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 栄養環境による記憶制御機構への影響2024

    • Author(s)
      殿城亜矢子
    • Organizer
      学術変革3領域(グリアでコード・臨界期生物学・適応回路センサス)合同シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Impact of aging and dietary nutrients on memory formation in Drosophila as a model organism2023

    • Author(s)
      Ayako Tonoki
    • Organizer
      IAGGーAOR 2023 国際老年学会 アジアオセアニア regional conference
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-fat diet impairs intermediate-term memory by inhibiting autophagy process in neurons2023

    • Author(s)
      Minrui Jiang, Tong Yue, Kotomi Onuki, Motoyuki Itoh, Ayako Tonoki
    • Organizer
      第46回 日本基礎老化学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] FMRFamide Regulates Memory by Targeting Dopaminergic Neurons in Drosophila2023

    • Author(s)
      Zihao Gao, Suzuna Kimura, Sizhe Lyu, Hirofumi Nakashima, Motoyuki Itoh, Ayako Tonoki
    • Organizer
      第46回 日本基礎老化学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 遺伝子発現解析による高脂肪食過食ゼブラフィッシュモデルを用いた耐糖能維持機構の解明2023

    • Author(s)
      小西 尚子、石井 謙介、櫻田 優美、叶 昊璋、梶原 理希、 殿城 亜矢子、溝口 貴正、伊藤 素行
    • Organizer
      第67回日本薬学会関東支部大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 老化による記憶低下への自然免疫系の関与2023

    • Author(s)
      柳原 碧、星 桃子、小貫 ことみ、伊藤 素行、殿城 亜矢子
    • Organizer
      第67回日本薬学会関東支部大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 一酸化窒素の加齢性記憶障害との関与2023

    • Author(s)
      殿城亜矢子
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ゼブラフィッシュにおける加齢に伴う学習記憶能の低下と網羅的な遺伝子発現解析2023

    • Author(s)
      牛膓 桃花、今井 萌乃、長谷川 嘉則、溝口 貴正、殿城 亜矢子、伊藤 素行
    • Organizer
      第9回ゼブラフィッシュ・メダカ創薬研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] High-Fat-Diet impairs intermediate-term memory via suppression of neuronal autophagy2023

    • Author(s)
      Tong Yue, Minrui Jiang, Kotomi Onuki, Aoi Yanagihara, Motoyuki Itoh, Ayako Tonoki
    • Organizer
      第46回分子生物学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 組織間相互作用を介した加齢性記憶障害2023

    • Author(s)
      殿城亜矢子
    • Organizer
      第46回分子生物学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] High-fat-diet impairs intermediate-term memory through decreased autophagy in neurons2023

    • Author(s)
      Tong Yue, Kotomi Onuki, Aoi Yanagihara, Minrui Jiang, Motoyuki Itoh, Ayako Tonoki
    • Organizer
      3rd CRI-CGI-Chiba Symposium
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Impact of aging and dietary nutrients on memory formation using model animals2022

    • Author(s)
      2.Ayako Tonoki1*; Tong Yue2; Kotomi Onuki2, Aoi Yanagihara2, Jiang Minrui2, Motoyuki Itoh2
    • Organizer
      11th NAPA 2022-international conference
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Small-molecule screening demonstrates that mGluR regulates age-related sleep loss2022

    • Author(s)
      Xue Hou 1、Reina Hayashi2、Motoyuki Itoh 1、Ayako Tonoki 1
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 代謝変化を介した記憶低下における自然免疫系の関与2022

    • Author(s)
      Kotomi Onuki 1, Tong Yue 1, Aoi Yanagihara 2, Kaho Yabana 2, Motoyuki Itoh 1, Ayako Tonoki
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Nitric oxide-soluble guanylyl cyclase pathway contributes to age-related memory impairment in Drosophila2022

    • Author(s)
      Ayako Tonoki1, Saki Nagai1, Zhihua Yu1, Yue Tong1, Sizhe Lyu1, Xue Hou1, Kotomi Onuki1, Kaho Yabana1, Hiroki Takahashi2, Motoyuki Itoh
    • Organizer
      第15回 日本ショウジョウバエ研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] High-fat-diet impairs intermediate-term memory through decreased autophagy in neurons2022

    • Author(s)
      Tong Yue, Kotomi Onuki, Aoi Yanagihara, Minrui Jiang, Motoyuki Itoh, Ayako Tonoki
    • Organizer
      第15回 日本ショウジョウバエ研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Neuropeptide Dh31 regulates sleep homeostasis and memory formation2022

    • Author(s)
      Sizhe Lyu, Hirofumi Nakashima, Noritaka Terao, Motoyuki Itoh, Ayako Tonoki
    • Organizer
      第15回 日本ショウジョウバエ研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 千葉大学大学院薬学研究院生化学研究室ホームページ

    • URL

      https://sites.google.com/faculty.gs.chiba-u.jp/pharm-biochem

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-06-20   Modified: 2024-12-25  

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