2020 Fiscal Year Research-status Report
Neural regulatory mechanism of memory formation and erasure during sleep
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18KK0223
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
山中 章弘 名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (60323292)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山下 貴之 名古屋大学, 環境医学研究所, 客員教授 (40466321)
山下 哲 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 助教 (40740197)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 視床下部 / メラニン凝集ホルモン産生神経 / アセチルコリン作動性神経 / 光遺伝学 / 記憶 / 脳スライス標本 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに視床下部のメラニン凝集ホルモン産生神経（MCH)神経が、海馬において記憶消去を行っていることを明らかにしている(Izawa et al., Science 2019)。そこで、MCH神経の投射先を検討したところ、海馬活動に影響を与えることが知られている内側中隔の神経細胞に密に投射していることが分かった。そこで、内側中隔に多く存在しているアセチルコリン作動性神経（MS-ChAT神経）とMCH神経との関係について解析した。MCH神経特異的にチャネルロドプシン２(ChR2)を発現する遺伝子改変動物とアセチルコリン作動性神経特異的にCreリコンビナーゼを発現する遺伝子改変動物を交配させトリプルジェニックマウス(MCH-tTA; TetO ChR2; ChAT-Creマウス) を作成した。このマウスの内側中隔にCre依存的に赤色蛍光タンパク質(tdTomato)を発現するアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを局所微量注入しMS-ChAT神経特異的にtdTomatoを発現させた。脳スライス標本を用いて、赤色蛍光を有するMS-ChAT神経から記録しながらMCH神経軸索末端を光遺伝学を用いて活性化したところ、MS-ChAT神経が活性化されて活動電位を誘発することを確認したことから、MCH神経がMS-ChAT神経に入力して活性化させることが分かった。MS-ChAT神経は海馬だけに密に投射していることを見いだしており、海馬機能に強い影響を与えることが報告されている。このことから、視床下部のMCH神経は内側中隔のアセチルコリン作動性神経と機能連関して海馬機能を調整していることが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
視床下部のメラニン凝集ホルモン産生神経(MCH神経)が、海馬において記憶消去を行っていることを明らかにしていたが、光遺伝学と電気生理学的解析を用いて、さらに内側中隔のアセチルコリン作動性神経と機能連関して海馬において記憶消去を行っている可能性を示唆する結果を得ることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
視床下部のメラニン凝集ホルモン産生神経(MCH神経）と内側中隔のアセチルコリン作動性神経が、どのように機能連関して海馬機能を調節しているのかについて明らかにする研究を展開する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症の拡大によって、海外渡航が制限されるなどで当初予定していた海外渡航を実施出来ず、それに伴う研究に関しても実施出来なかったため。
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[Journal Article] Orexin signaling in GABAergic lateral habenula neurons modulates aggressive behavior in male mice.2020
Author(s)
Flanigan ME, Aleyasin H, Li L, Burnett CJ, Chan KL, LeClair KB, Lucas EK, Matikainen-Ankney B, Durand-de Cuttoli R, Takahashi A, Menard C, Pfau ML, Golden SA, Bouchard S, Calipari ES, Nestler EJ, DiLeone RJ, Yamanaka A, Huntley GW, Clem RL, *Russo SJ.
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Journal Title
Nat Neurosci
Volume: 23
Pages: 638-650
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Green-Sensitive, Long-Lived, Step-Functional Anion Channelrhodopsin-2 Variant as a High-Potential Neural Silencing Tool.2020
Author(s)
Kojima K, Miyoshi N, Shibukawa A, Chowdhury S, Tsujimura M, Noji T, Ishikita H, Yamanaka A, *Sudo Y.
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Journal Title
J Phys Chem Lett
Volume: 11
Pages: 6214-6218
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Direct evidence that the brain reward system is involved in the control of scratching behaviors induced by acute and chronic itch.2020
Author(s)
Setsu T, Hamada Y, Oikawa D, Mori T, Ishiuji Y, Sato D, Narita M, Miyazaki S, Furuta E, Suda Y, Sakai H, Ochiya T, Tezuka H, Iseki M, Inada E, Yamanaka A, *Kuzumaki N, *Narita M.
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Journal Title
Biochem Biophys Res Commun
Volume: 534
Pages: 624-631
DOI
Peer Reviewed
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