2022 Fiscal Year Research-status Report
エピソード記憶形成における歯状回カンナビノイドシグナルの役割解明
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21K07539
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
神出 誠一郎 東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (30376454)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅谷 佑樹 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 講師 (00625759)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 海馬 / 苔状細胞 / カンナビノイド / イメージング / 学習記憶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
内因性カンナビノイドは細胞膜から産生される脂溶性の物質で、脳内で逆行性神経伝達物質として作用し、カンナビノイドCB1受容体を介して記憶・情動・食欲などを制御していることが知られている。CB1受容体は多くの脳部位で発現がみとめられるが、特に海馬歯状回の苔状細胞の軸索終末に強く発現し、精神疾患横断的に呈する認知機能障害の発症機序と関連が注目されている。本研究では、海馬が関連しているエピソード記憶の形成や想起、消去時における苔状細胞軸索終末のCB1受容体活性に注目し、in vivoイメージングと遺伝子改変技術を用いてエピソード記憶への苔状細胞軸索終末のCB1受容体の役割を詳細に検討する。これによって、海馬歯状回のカンナビノイド受容体と認知機能障害の関連の一端が解明されることと、新たな治療法開発につながることが期待される。
令和3年度は歯状回苔状細胞に選択的にカンナビノイドセンサーを発現させたマウスを用いて、歯状回直上にレンズを埋め込み、肢への電気刺激と音を用いた恐怖条件付け課題を行った際のCB1受容体活性のイメージングを行ったが、あきらかな蛍光変化は認められなかったため、令和4年度は条件付けとは異なる環境に暴露した場合のCB1受容体活性のイメージングや、消去学習課題中のCB1受容体活性のイメージングを行った。その結果、一部のマウスにおいて、内因性カンナビノイドのシグナルの活性化が認められた。並行して苔状細胞特異的cre組み換え酵素発現マウスを用い、レンチウイルスベクターの歯状回注入によりノックダウン用siRNAを苔状細胞特異的に発現させる苔状細胞特異的CB1受容体ノックダウンマウスの作成を行っている。
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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
当初の予定通り、苔状細胞特異的cre組み換え酵素発現マウス（以下Mossy-Creマウス）の歯状回に、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターにカンナビノイドセンサーを組み込んだAAV-Syn-flex-GRABeCBを定位的に注入することでCB1受容体センサーを苔状細胞特異的に発現させたマウスを作成し、GRINレンズをそのマウスの歯状回内側分子層直上に設置した。恐怖条件付けを行った後、当初の予定通り、条件付けを行った環境とは異なる環境に暴露した場合のパターン分離時のCB1受容体活性のイメージングや、異なる環境に暴露したうえで条件付け時に用いた音刺激を繰り返し聞かせる消去学習課題中のCB1受容体活性のイメージングを行った。一部の個体で内因性カンナビノイドのシグナルが観察できたことから、詳細な解析を行っている。また、再現性を高めるために、サンプル数を増やしてGRINレンズの位置やウイルス注入の位置をさらに詳細に検討している。
さらに、レンチウイルスベクターを用いてMossy-Creマウスの歯状回にcre依存的にCB1受容体をノックダウンするsiRNAを発現させるために、レンチウイルスベクターの作成を行っている。このウイルスベクターをMossy-Creマウスの歯状回に注入して苔状細胞特異的CB1受容体ノックダウンマウスを作成する。
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| Strategy for Future Research Activity |
パターン分離課題や消去学習課題中の内因性カンナビノイドイメージングにおいて、一部の個体で内因性カンナビノイドシグナルのイメージングに成功したため、サンプル数を増やし、上記課題中のカンナビノイドシグナルの特徴的な変動について詳細な解析を行っていく。並行して、レンチウイルスベクターによるsiRNA発現の手法を用いた苔状細胞特異的CB1受容体ノックダウンマウスを作成しており、このモデルを用いて、歯状回の興奮性細胞においてカルシウムセンサーを発現させ、苔状細胞の軸索末端でCB1受容体の発現が低下した際の投射先の顆粒細胞の活動を計測する。また、ノックダウンしたマウスでパターン分離課題や恐怖条件付けの消去課題を行い、苔状細胞のCB1受容体のエピソード記憶形成や消去、パターン分離における役割を検討する。
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