Cortical circuit plasticity supported by glia

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H01888
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Basic / Social brain science
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Hirase Hajime 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (90392084)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今野 歩 群馬大学, 大学院医学系研究科, 講師 (40509048)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: グリア

Outline of Final Research Achievements

The operational dynamics of the astrocyte in relation to memory and learning have been investigated. We found a hippocampal sharp wave ripple phenotype in IP3R2-KO mice that were reared in isolation. In addition to astrocytes, we showed that microglia are affected by tDCS in mice. We found that Ca2+ and cAMP are elevated in astrocytic soma and processes during fear conditioning learning. To understand how GPCR signaling in astrocytes contributes to memory, we made a transgenic mouse that express an optogenetic Gq-GPCR in astrocytes. Using this mouse, we demonstrated that astrocytic Gq activation promotes the maintenance of remote memory.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

分子生物学と光イメージングの技術の進歩により、グリア細胞の研究はこの１０年間に大きく発達した。これらの最新の技術を駆使してin vivoイメージング実験を進めたところ、本研究により記憶学習獲得時およびtDCS刺激によるグリア細胞の活動様式が明らかとなった。この結果は、学習障害や記憶低下はグリア細胞を刺激することで改善できる可能性を提起した。実際にアストロサイトをOptoA1ARを利用して光遺伝学的に刺激したところ、記憶の保持が良くなったことから、グリアによる脳機能の操作は現実味を帯びてきたものといえる。