Deciphering Arc-dependent control of circuit dynamics underlying the consolidation of appetitive memories

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19F19810
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 尾藤 晴彦 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (00291964)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): BREBNER LEONIE 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2019-11-08 – 2022-03-31
• Keywords: 脳・神経 / 神経科学 / Arc

Outline of Annual Research Achievements

前初期遺伝子Arcは、記憶形成時に少数の高度に活性化されたニューロンで発現する。また一度表現されると、活性化ニューロンの多くで、後期異シナプス性抑圧を誘導し、記憶・学習の制御に寄与することが明らかになっている。そこで、本研究では、Arc誘導時の後期長期抑圧が、食欲調節における関連ニューロンのニューロン発火の調整に寄与し、この過程が食欲長期記憶固定に関連する回路動態に必要であるという仮説を検討する。具体的には、1）in vivoイメージングを使用してArc発現履歴に従ってニューロン発火パターンがどのように変動するかを検討し、2）Arcノックダウン・Arcノックアウトを使用して食欲記憶形成時に活動が盛んなニューロン集団でArc発現を選択的に亢進または抑制する。また、このような影響を明らかにするために、Arc活性化細胞集団を捕捉し、その活動計測を実施するための技術開発をも実現していく。
初年度は、まず記憶エングラム選択的にTamoxifen誘導Flp発現を実現するArcHE-Flpマウスを用い、記憶形成時に高水準のArcを発現したニューロンの神経活動を時系列的にフォローしていく実験系の構築を進めた。また、最新の高輝度赤色カルシウムセンサーXCaMP-Rを、AAVウイルスベクター等を用いて、in vivo 大脳皮質に発現させる実験系を樹立し、頭部固定条件下で食欲調節と記憶想起の関係を問う課題遂行中における前頭野ニューロンのin vivo カルシウムイメージング条件の検討を開始した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

新しい実験手法の樹立に取り組み、短期間で、予備的知見を得始めている。

Strategy for Future Research Activity

初年度に達成した準備状況を活かし、引き続き２年度における新規実験手法開発と、Arc活性化細胞の活動測定の実現を目標に、実験を継続していく。