An analysis for the resolution of mechanism of cognitive reserve from the novel standpoint of cholinergic nervous system

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K16922
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 51030:Pathophysiologic neuroscience-related
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: Mizuno Masayuki 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (40748480)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 認知予備能 / アセチルコリン / 海馬由来コリン作動性神経刺激ペプチド（HCNP）

Outline of Final Research Achievements

The cholinergic efferent network from the medial septal nucleus (MSN) to the hippocampus (HIP) plays crucial role in learning and memory processes. Hippocampal cholinergic neurostimulating peptide (HCNP) could induce acetylcholine (ACh) synthesis in the MSN of an explant culture system. We recently reported that theta activity in CA1, which could encode novel information, was reduced in HCNP KO mice, suggesting that HCNP is involved in generation of theta oscillations in the HIP and the enhanced release of ACh in the CA1 stratum oriens. Here, we confirmed the direct reduction of ACh concentration in the HIP of HCNP KO mice by using the microdialysis method. Whereas no significant difference in number of ChAT positive neurons in the MSN was shown, VAchT levels in the HIP were also lower than those in the control mice, suggesting decreased incorporation of ACh into synaptic vesicles.
These results potently indicate that HCNP may be a cholinergic regulator in the septo-hippocampal network.

Free Research Field

神経内科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

HCNPによるAChを介したコリン作動性神経の賦活によって、海馬神経活動の維持に関与する可能性を示した。また、既存の治療薬であるコリンエステラーゼ阻害薬とは異なるメカニズムでAChを調整していることが考えられた。
我々はHCNPは加齢で減少していることを報告している。またHCNPを過剰発現するマウスでは、AD病理の一つであるアミロイドによる海馬神経活動の抑制を阻止できることも報告している。
上記により、HCNP維持が海馬神経活動維持に関与する可能性が示され、またコリン作動性神経活動とアミロイド仮説を介して、CRメカニズムの一部が明らかになり、創薬の新たな分子標的になる可能性がある。