2021 Fiscal Year Research-status Report
Roles of 8-nitro-cGMP pathway as the coincident detector for memory formation.
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21K19752
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology |
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Principal Investigator |
遠藤 昌吾 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究部長 (60192514)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柿澤 昌 京都大学, 薬学研究科, 准教授 (40291059)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Keywords | 活性酸素種 / 記憶 / 小脳 / シグナル伝達 / 一酸化窒素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究においては、記憶において「ROS(活性酸素種)/NO(一酸化窒素)/8-ニトロ-cGMP系が情報の『連合性検出器』である」という仮説を検証する。顔-名前、梅干し-唾液分泌、運動-修正信号など、記憶には情報が連合されることが必須である。また、加齢による感覚情報の連合性障害は記憶低下の主原因とされる。様々な記憶を維持・改善する方法を開発するためには、それぞれの記憶を支える「連合性検出器」の解明が重要である。
本研究で対象とする運動学習を担う神経可塑性・小脳LTD (長期抑圧)においては、運動情報を担う平行線維入力と修正信号情報を担う登上線維入力の連合性が不可欠である。我々は小脳LTDへの8-ニトロ-cGMPの関与と平行線維活動によるNO産生を明らかにしたことに基づき、もう一方の登上線維活動によりROSが産生されることで、NO/ROS/8-ニトロ-cGMP系が「連合性検出器」として機能しLTDが惹起されると考えた。
そして、一酸化窒素(NO)と活性酸素(ROS)から産生される8-ニトロ-cGMPシグナル系がLTDに関与することを示し、さらに、8-ニトロ-cGMPシグナル系がLTPの阻害を介して、小脳シナプス可塑性の極性（増強―抑圧）を決定づける可能性を明らかにした。
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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
電気生理学および行動科学的解析において、当初の予想通りの結果が得られつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
順調に研究が進んでおり、当初の計画に従い以下の研究を行う；
1)活動依存的なROS産生機構：イメージング法により登上線維活動及びプルキンエ細胞脱分極によるROSの産生を調べる。さらに、脱分極による細胞内カルシウム濃度上昇のROS産生への関与を詳細に解析する(柿澤)。
2)連合性検出器としての8-ニトロ-cGMPによるPKGのグアニル化：グアニル化されたPKG（cGMP依存性キナーゼ）は、cGMP非依存的に長時間キナーゼ活性が維持される。個体を用いた視規性眼球応答の順応（長期記憶）時にPKGグアニル化が増加するかについてマウス小脳片葉を用いて解析し、連合性検出器として8-ニトロ-cGMP産生が長期記憶に関与することを明らかにする（遠藤）。
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| Causes of Carryover |
研究の進展により、次年度の研究（主に電気生理学とイメージング）に高額試薬等が必要になったため。
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