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Understanding Molecular Basis of Circuit Transition from Reconsolidation to extinction by Fear Memory Engram Census

Publicly Offered Research

Project AreaCensus-based biomechanism of circuit construction and transition for adaptive brain functions
Project/Area Number 22H05486
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (III)
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

喜田 聡  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (80301547)

Project Period (FY) 2022-06-16 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Keywords再固定化 / 消去 / 恐怖記憶 / 扁桃体 / 光遺伝学 / cAMP / 記憶エングラム / 前頭前野 / 神経回路 / 回路遷移
Outline of Research at the Start

恐怖記憶は想起後に再固定化により維持・増強されるが、再び恐怖イベントが起こらなければ安全学習である消去が誘導される。この過程で「恐怖(再固定化)」から「安全(消去)」へと行動適応を導くための恐怖記憶をコードする神経回路の遷移が起こるが、そのメカニズムは不明である。本課題では、RNA-seqを中心とするオミクス解析と最新の記憶貯蔵細胞(エングラム)に対する細胞・シナプスレベルの同定・介入手法を基軸とした恐怖記憶エングラムセンサスにより、この機構を回路・細胞・分子レベルで実証する。

Outline of Annual Research Achievements

前年度に継続し、恐怖記憶エングラムニューロンの分子動態解析として、 前頭前野、扁桃体を対象にcfos-tagシステムによりGFPでラベルされた恐怖記憶制御エングラムニューロンの再固定化や消去の記憶フェーズにおけるRNA解析を実施した。恐怖記憶エングラム回路の構造を解析するために、小林和人福島医大教授が開発したCre-recombinase(Cre)を発現する逆行性ウイルスを扁桃体に導入し、前頭前野にc-fos-tagシステムによりCre依存的にArchTを発現させるウイルスを導入して行動レベルで投射経路の機能的役割を解析した。その結果、前頭前野の恐怖記憶エングラムニューロンから扁桃体ニューロンへの恐怖記憶を制御する機能的な投射経路の存在が示された。また、エングラム細胞間のシナプスを可視化するeGRASP法を用いて、前頭前野の記憶エングラムニューロンから扁桃体のエングラムニューロンに形成されるエングラムシナプスの検出に成功し、その定量を実施した。さらに、受動的嫌悪回避課題における恐怖記憶想起後のマウス海馬と再体験症状を示す心的外傷後ストレス障害(PTSD)患者の末梢血のトランスクリプトームを比較して、両者に共通してホスホジエステラーゼ4B (PDE4B) mRNA発現量が低下していることを発見した。さらに、恐怖記憶想起後のマウスの末梢血においてもPDE4B mRNA量が低下していることが明らかとなった。以上の恐怖記憶想起後のマウスとPTSD患者の発現動態センサスから、両者で相同的な発現変動を示すPDE4Bの存在が示された。PDE4BはcAMPを分解する酵素であることから、PDE4B発現量の低下はcAMP量増加を導くと考えられる。従って、トラウマ記憶が繰り返し自発的に想起されるPTSDの再体験症状がcAMP情報伝達の過活性化と関連することが示唆された。

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

    (76 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (8 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 8 results) Presentation (55 results) (of which Int'l Joint Research: 15 results,  Invited: 12 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results) Funded Workshop (2 results)

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      Volume: 29 Issue: 7 Pages: 2105

    • DOI

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      Volume: 46 Pages: 108862-108862

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      Volume: 68 Issue: Supplement Pages: S17-S19

    • DOI

      10.3177/jnsv.68.S17

    • ISSN
      0301-4800, 1881-7742
    • Year and Date
      2022-11-30
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      Volume: in press Issue: 9 Pages: 2715-2727

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      Volume: 29 Issue: 3 Pages: 77-82

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      Satoshi Kida
    • Organizer
      International Behavioral Neuroscience Society
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Mechanisms underlying memory impairments by Vitamin B1 deficiency2022

    • Author(s)
      Satoshi Kida
    • Organizer
      22nd IUNS-International Congress of Nutrition
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Histidine enhances memory formation and retrieval in mice2022

    • Author(s)
      Tamau Kawashima,Nene Kabayama,Yuki Odagiri,Toshiyuki Tanimizu,Rie Ishikawa,Satoshi Kida
    • Organizer
      22nd IUNS-International Congress of Nutrition
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 必須アミノ酸ヒスチジンによる記憶増強効果2022

    • Author(s)
      川嶋珠生、樺山音々、小田切友紀、谷水俊之、石川理絵、喜田聡
    • Organizer
      日本アミノ酸学会第16回学術大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Brain networks centered on prelimbic of mPFC for a novel food memory2022

    • Author(s)
      Yudai Fukuyama
    • Organizer
      2022年度記憶研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Mechanisms of transition of memory phases from fear to extinction2022

    • Author(s)
      喜田聡
    • Organizer
      BPCNPNPPP4学会合同年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Regulation of memory retrieval by circadian clock2022

    • Author(s)
      喜田聡
    • Organizer
      MCCS-Asia-Pacific
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 食により健康な脳を育む2022

    • Author(s)
      喜田聡
    • Organizer
      ifia/HFE JAPAN 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Potential roles of cAMP signaling pathway in PTSD2022

    • Author(s)
      喜田聡
    • Organizer
      MCCS-Asia
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 栄養化学研究室ホームページ

    • URL

      https://kida-lab.org

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Annual Research Report
  • [Remarks] ムーンショット9「食の心理メカニズムを司る食嗜好性変容制御基盤の解明」

    • URL

      https://www.kida-lab.org/moonshot/

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] METHOD OF REDUCING FEAR MEMORY2024

    • Inventor(s)
      ZHUO, Min; KIDA, Satosh
    • Industrial Property Rights Holder
      ZHUO, Min; KIDA, Satosh
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2024
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Funded Workshop] 国際若手シンポジウム2023

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Funded Workshop] MCCS-Asia2022

    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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

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