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: 26115529
• 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 (2015); National Institute for Physiological Sciences (2014)
• 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): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2015: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2014: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• 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。
本年度は、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。具体的には 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。海馬歯状回を局所的に光刺激したマウスでは、いくつかの行動異常を確認することができた。しかしながら、記憶の安定性については明確な結果は得られていない。使用した刺激条件では海馬歯状回の成熟度が変化することは確認しているが、記憶の安定性に影響を及ぼすには成熟度変化の度合いが少ない可能性がある。
また、本年度はアデノ随伴ウィルスベクターの接種による発現システムの立ち上げを行った。アデノ随伴ウィルスベクターの接種により光感受性タンパク質の脳内での発現を確認することができた。
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に検討を行う。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Comprehensive behavioral analysis of RNG105 (Caprin1) heterozygous mice: Reduced social interaction and attenuated response to novelty. (2016)
  • Author(s): Ohashi R, Takao K, Miyakawa T, Shiina N
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 6 Issue: 1 Pages: 20775-20775
  • DOI: 10.1038/srep20775
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] TRPV4 activation at the physiological temperature is a critical determinant of neuronal excitability and behavior. (2015)
  • Author(s): Shibasaki K, Sugio S, Takao K, Yamanaka A, Miyakawa T, Tominaga M, Ishizaki Y
  • Journal Title: Pflugers Arch Volume: 467 (12) Issue: 12 Pages: 2495-2507
  • DOI: 10.1007/s00424-015-1726-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Age-related changes in behavior in C57BL/6J mice from young adulthood to middle age. (2015)
  • Author(s): Shoji H, Takao K, Hattori S, Miyakawa T
  • Journal Title: Mol Brain. Volume: 9(1) Issue: 1 Pages: 11-11
  • DOI: 10.1186/s13041-016-0191-9
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Reply to Davis et al. and Shay et al.: Commonalities across species do exist and are potentially important (2014)
  • Author(s): Takao K, Hagihara H, Miyakawa T
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences USA Volume: 112 Issue: 4 Pages: 347-348
  • DOI: 10.1073/pnas.1417369111
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] IL1RAPL1 knockout mice show learning deficiency, memory decline, hyperactivity and reduced anxiety-like behaviours. (2014)
  • Author(s): Misato Yasumura, Tomoyuki Yoshida, Maya Yamazaki, Manabu Abe, Rie Natsume, Kouta Kanno, Takeshi Uemura, Keizo Takao, Kenji Sakimura, Takefumi Kikusui, Tsuyoshi Miyakawa, Masayoshi Mishina
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 4: 6613 Issue: 1 Pages: 6613-6613
  • DOI: 10.1038/srep06613
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] SIRT1 overexpression ameliorates a mouse model of SOD1-linked amyotrophic lateral sclerosis via HSF1/HSP70i chaperone system. (2014)
  • Author(s): Watanabe S, Ageta-Ishihara N, Nagatsu S, Takao K, Komine O, Endo F, Miyakawa T, Misawa H, Takahashi R, Kinoshita M, Yamanaka K.
  • Journal Title: Mol Brain Volume: 7 Issue: 1 Pages: 62-62
  • DOI: 10.1186/s13041-014-0062-1
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Genomic responses in mouse models greatly mimic human inflammatory diseases. (2014)
  • Author(s): Takao K, Miyakawa T
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA Volume: 112(4) Issue: 4 Pages: 1167-72
  • DOI: 10.1073/pnas.1401965111
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Mechanisms for interferon-α-induced depression and neural stem cell dysfunction. (2014)
  • Author(s): Zheng LS, Hitoshi S, Kaneko N, Takao K, Miyakawa T, Tanaka Y, Xia H, Kalinke U, Kudo K, Kanba S, Ikenaka K, Sawamoto K.
  • Journal Title: Stem Cell Reports Volume: 3(1) Issue: 1 Pages: 73-84
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2014.05.015
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Enhanced stability of hippocampal place representation caused by reduced magnesium block of NMDA receptors in the dentate gyrus (2014)
  • Author(s): Yuichiro Hayashi, Yoko Nabeshima, Katsunori Kobayashi, Tsuyoshi Miyakawa, Koichi Tanda, Keizo Takao, Hidenori Suzuki, Eisaku Esumi, Shigeru Noguchi, Yukiko Matsuda, Toshikuni Sasaoka, Tesuo Noda, Jun-ichi Miyazaki, Masayoshi Mishina, Kazuo Funabiki and Yo-ichi Nabeshima
  • Journal Title: Molecular Brain Volume: 7 Issue: 1 Pages: 44-44
  • DOI: 10.1186/1756-6606-7-44
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Transcriptomic evidence for immaturity of the prefrontal cortex in patients with schizophrenia. (2014)
  • Author(s): Hagihara H, Ohira K, Takao K, Miyakawa T.
  • Journal Title: Mol Brain Volume: 7 Issue: 1 Pages: 41-41
  • DOI: 10.1186/1756-6606-7-41
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Comprehensive behavioral study of mGluR3 knockout mice: implication in schizophrenia related endophenotypes. (2014)
  • Author(s): Fujioka R, Nii T, Iwaki A, Shibata A, Ito I, Kitaichi K, Nomura M, Hattori S, Takao K, Miyakawa T, Fukumaki Y.
  • Journal Title: Mol Brain Volume: 7 Issue: 1 Pages: 31-31
  • DOI: 10.1186/1756-6606-7-31
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Immaturity of brain as an endophenotype of neuropsychiatric disorders (2014)
  • Author(s): Hagihara H, Shoji H, Takao K, Walton NM, Matsumoto M, Miyakawa T
  • Journal Title: Nihon Shinkei Seishin Yakurigaku Zasshi Volume: 34 Pages: 67-79
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 遺伝子改変マウスの表現型解析を起点とした精神疾患研究 (2016)
  • Author(s): 高雄啓三
  • Organizer: 第93回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2016-03-22
• [Presentation] RNG105 ヘテロ欠損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 (2015)
  • Author(s): 大橋りえ, 高雄啓三, 宮川剛, 椎名伸之
  • Organizer: BMB2015 (第38回日本分子生物学会年会,第88回日本生化学大会合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] The effect of the time of day on mice behaviors measured in a comprehensive behavioral test battery (2015)
  • Author(s): Takao K ,Shoji H, Hattori S, Miyakawa T
  • Organizer: INCF Japan International Workshop: Advances in Neuroinformatics
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都目黒区）
  • Year and Date: 2015-11-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Data, tools and models of neuroscience on J-Node neuroinformatics platforms (2015)
  • Author(s): Yamaguchi Y, Kashioka H, Miyakawa T, Takao K, Kanzaki R, Ikeno H, Furuichi T, Okamura-Oho Y, Satoh S9, Iijima T, Kakei S, Wagatsuma H, Hayashi Y, Nomura T, Isono Y, Okumura Y, Suenaga S, Ishii I, Honda A, Usui S
  • Organizer: 45th Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Chicago（USA)
  • Year and Date: 2015-10-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Effect of time-of-day on mouse behavior measured in a comprehensive behavioral test battery (2015)
  • Author(s): Takao K, Shoji H, Hattori S, Miyakawa T
  • Organizer: 45th Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Chicago（USA)
  • Year and Date: 2015-10-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ranscriptomic ‘hyper-maturity’ of the hippocampus in mice (2015)
  • Author(s): Koshimizu H, Hagihara H, Ohira K, Takao K, Miyakawa T
  • Organizer: 45th Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Chicago（USA)
  • Year and Date: 2015-10-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Functional analyses of the CDKL5, a causative gene for severe neurodevelopmental disorders accompanied by intractable epilepsies. (2015)
  • Author(s): Tanaka T, Okuda K, Kobayashi S, Murakami T, Fukaya M, Takao K, Watanabe A, Hagiwara M, Mizuguchi M, Sakagami H, Miyakawa T, Manabe T
  • Organizer: 45th Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Chicago（USA)
  • Year and Date: 2015-10-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] West症候群・Rett症候群の原因遺伝子CDKL5は、NMDA受容体機能を制御し、記憶・学習、情動、易痙攣性を調節する (2015)
  • 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, 渡邉紀, 萩原舞, 阪上洋行, 水口雅, 宮川剛, 真鍋俊也
  • Organizer: 第45回日本神経精神薬理学会・第37回日本生物学的精神医学会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • Year and Date: 2015-09-24
• [Presentation] FcγIIB欠損マウスは多動，不安様行動の減少を示す (2015)
  • Author(s): 上野浩司, 岡本基, 高雄啓三, 宮川剛
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Presentation] 遺伝子改変マウスの表現型解析を起点とした精神疾患研究 (2015)
  • Author(s): 高雄 啓三
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Presentation] 空間認知機能障害を呈するセプチン欠損マウスの解析 (2015)
  • Author(s): 上田（石原）奈津実, 増田博紀, 真野善有, 澤田明宏, 矢野夢生, 高雄啓三 , 宮川剛, 重本隆一, 深澤有吾, 木下専
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Presentation] West症候群・Rett症候群の原因遺伝子CDKL5は、NMDA受容体機能を制御し、記憶・学習、情動、易痙攣性を調節する (2015)
  • Author(s): 田中輝幸, 奥田耕助, 小林静香, 深谷昌弘, 高雄啓三, 渡邉紀, 村上拓冬, 萩原舞, 阪上洋行, 水口雅, 宮川剛, 真鍋俊也
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Presentation] マウス海馬歯状回における「過成熟」現象 (2015)
  • Author(s): 小清水久嗣, 萩原英雄, 大平 耕司, 高雄啓三, 宮川剛
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Presentation] Cohort removal induces hyperthermia, increased pain sensitivity, and decreased anxiety-like behavior (2014)
  • Author(s): Takao K, Hattori S, Shoji H, Miyakawa T
  • Organizer: 44th annual meeting of Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Washington DC（USA）
  • Year and Date: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [Presentation] Transcriptomic evidence for immaturity of the prefrontal cortex in patients with schizophrenia (2014)
  • Author(s): Hagihara H, Ohira K, Takao K, Miyakawa T
  • Organizer: 44th annual meeting of Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Washington DC（USA）
  • Year and Date: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [Presentation] Funcitonal analyses of the CDKL5, a causative gene for neurodevelopemental disorders (2014)
  • Author(s): Tanaka T, Watanabe A, Hagihara M, Murakami T, Mizuguchi M, Takao K, Miyakawa T, Kobayashi S, Manabe T, Fukaya M, Sakagami H, Okuda K
  • Organizer: 44th annual meeting of Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Washington DC（USA）
  • Year and Date: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [Presentation] Interferon-α inhibits neurogenesis and induces depression-like behavioral phenotype via interferon receptors expressed in the mouse brain (2014)
  • Author(s): Kaneko N, Zhengi L-S, Hitoshi S, Takao K, Miyakawa T, Tanaka Y, Kalinke U, Kudo K, Kanba S, Ikenaka K, Sawamoto K
  • Organizer: 44th annual meeting of Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Washington DC（USA）
  • Year and Date: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [Presentation] Contrasting expression patterns for immaturity and maturity marker genes in the dentate gyrus between mouse lines with ‘immature dentate gyrus’ and mice overexpressing glucocorticoid receptor (2014)
  • Author(s): Koshimizu H, Hagihara H, Takao K, Miyakawa T
  • Organizer: 44th annual meeting of Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Washington DC（USA）
  • Year and Date: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [Presentation] Tutorial contents on the INCF Japan Node platforms (2014)
  • Author(s): Yamaguchi Y, Satoh S, Iijima T, Kanazaki R, Furuichi T, Shinoda Y, Kakei S, Masaki S, Wagatsuma H, Miyakawa T, Takao K, Ikeno H, Tanaka K, Okamura-Oho Y, Okumura Y, Kamakura S, Isono Y, Morii Y, Suenaga S, Usui S
  • Organizer: 44th annual meeting of Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Washington DC（USA）
  • Year and Date: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [Presentation] The Mouse Phenotype Database (2014)
  • Author(s): Takao K, Shoji H, Hattori S, Miyakawa T
  • Organizer: Advances in Neuroinformatics 2014
  • Place of Presentation: 理化学研究所 (埼玉県和光市)
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-26
• [Presentation] 神経発達障害原因遺伝子CDKL5 の機能解析 (2014)
  • Author(s): 田中 輝幸, 渡邉 紀, 萩原 舞, 村上 拓冬, 小林 静香, 真鍋 俊也, 高雄 啓三, 宮川 剛, 深谷 昌弘, 阪上 洋行, 水口 雅, 奥田 耕助
  • Organizer: 第37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: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] 統合失調症における前頭皮質の擬似未成熟化 (2014)
  • Author(s): 萩原 英雄, 大平 耕司, 高雄 啓三, 宮川 剛
  • Organizer: 第37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: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] Schnurri-2コンディショナルノックアウトマウスを用いた網羅的行動解析 (2014)
  • Author(s): 服部 聡子, 高雄 啓三, 山崎 真弥, 遠山 桂子, 梅森 十三, 崎村 建司, 宮川 剛
  • Organizer: 第37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: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] 炎症性疾患におけるヒトとモデルマウスの遺伝子発現パターンの共通性 (2014)
  • Author(s): 高雄 啓三, 宮川 剛
  • Organizer: 第37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: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] 非成熟歯状回」を示すマウスおよびグルココルチコイドレセプター過剰発現マウスの歯状回における対照的な成熟関連遺伝子群の発現パターン (2014)
  • Author(s): 小清水 久嗣, 萩原 英雄, 高雄 啓三, 宮川 剛
  • Organizer: 第37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: 2014-09-11 – 2014-09-13