2019 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular basis for memory decifits with abnormalities in synaptic morphology and circuit dynamics
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18H02536
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
山形 要人 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳発達・神経再生研究分野, 分野長 (20263262)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平井 志伸 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳発達・神経再生研究分野, 主任研究員 (00625189)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 記憶痕跡細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）昨年度に記憶痕跡細胞の同定法が確立したため、今年度は野生型マウスとTSCマウスの記憶痕跡細胞に何らかの相違があるかどうかを検討した。すなわち、両マウスの海馬に神経活動依存的にEGFPを発現するAAVを注入し、実験装置内でフットショックを与え、翌日同じ装置にマウスを入れた。フットショック時に活動したニューロンをEGFP、想起時に活動したニューロンをc-Fosで標識し、両方で活動したニューロンを記憶痕跡細胞と定義した。野生型マウスでは、痕跡細胞（c-Fos発現細胞／EGFP発現細胞）の割合がバックグラウンド（c-Fos発現細胞／EGFP非発現細胞）より有意に高かったが、TSCマウスでは両者に有意差が見られなかった。この結果から、TSCマウスでは痕跡細胞率が増加しないため、記憶障害を示すと考えられた。そこで、両マウスにRheb阻害薬を投与し、同様の実験を行ったところ、TSCマウスの記憶が改善するとともに、痕跡細胞割合も有意に増加した。
２）さらに、野生型マウスの痕跡細胞と非痕跡細胞を比較し、痕跡細胞特異的にスパイン形態変化が生じるかどうかを検討した。野生型マウスの痕跡細胞（c-Fos発現細胞／EGFP発現細胞）のスパイン幅は、非痕跡細胞（c-Fos非発現細胞／EGFP発現細胞）のそれより大きいが、Tsc2+/-マウスの痕跡細胞と非痕跡細胞のスパイン幅に有意差は見られなかった。そこで、TSCマウスにRheb阻害薬を投与したところ、痕跡細胞のスパイン幅も拡大することがわかった。以上の結果から、TSCマウスでは痕跡細胞の割合が野生型に比べて少なく、スパイン幅も非痕跡細胞と変わらないが、Rheb阻害薬投与により、痕跡細胞が増加し、スパイン幅も拡大することにより、記憶が改善すると考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画していた実験が終了し、期待通りの結果が出ているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
記憶痕跡細胞の同定法が確立し、その割合がTSCマウスでは野生型に比べて低下していることを見出した。また、Rheb阻害薬投与により、TSCマウスの痕跡細胞が増加することも確認した。今後は、野生型マウスの記憶痕跡細胞にチャネルロドプシンを発現させ、光刺激により、異なる文脈下でも記憶が想起できるかどうかを検討する。そして、TSCマウスでも記憶想起できるか、もしできない場合、Rheb阻害薬を投与し、回復の有無を確認する予定である。
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