Involvement of hippocampal zinc ion in the enhancement of emotional memory

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15996
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
• Research Institution: University of Shizuoka
• Principal Investigator: Suzuki Miki 静岡県立大学, 薬学部, 助教 (00740200)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 情動 / 記憶 / 海馬 / 亜鉛イオン / ノルアドレナリン / グルココルチコイド / PTSD / LTP

Outline of Final Research Achievements

Stress increases intracellular Zinc ion in hippocampal CA1 via the increase in glucocorticoid secretion and affects memory formation. Noradrenaline secretion is increased prior to glucocorticoid secretion after exposure to stress. To clarify the stress-induced modulation of memory formation, the present study examined whether LTP induction is affected by Zn ion signaling via the cooperative action of noradrenaline and glucocorticoid. In anesthetized rats, CA1 LTP was not changed by perfusion of isoproterenol, an adrenergic β-receptor agonist, or 50 ng/ml corticosterone but enhanced by both perfusions. CaEDTA, an extracellular Zn ion chelator, canceled the LTP enhancement. When isoproterenol and corticosterone were added to hippocampal slices, intracellular Zn ion was decreased in the CA1. These data suggested that the decrease in intracellular Zn ion under the cooperation of noradrenaline and glucocorticoid enhances CA1 LTP.

Free Research Field

脳神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アルツハイマー型認知症に限らず、PTSDをはじめとする未だに根本的な治療法が存在しない疾患に対して、根本治療法の開発が望まれている。記憶形成に重要であると認識されてきたCaイオンに関する知見に加えて、Znイオンが、ノルアドレナリンやグルココルチコイドと協調し、強固な記憶形成を担うことを示した本研究は、強固な記憶形成に対するさらなる理解深化に繋がり、学術的意義は高い。さらなる検討は必要であるが、PTSDモデルに対して行った本検討は、強固な記憶形成機構の破綻がフラッシュバックやPTSD発症に関与することが考えられ、根本治療に繋がる可能性を秘めている。