The role of memory reconsolidation induced by respiration using optogenetics

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K07335
• Research Institution: Hyogo Medical University
• Principal Investigator: 中村 望 兵庫医科大学, 医学部, 助教 (50450961)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: respiration / reconsolidation / hippocampus / memory

Outline of Annual Research Achievements

辛い記憶を消すなど記憶をコントロールすることができれば、人々の生活は改善し、現代社会で増え続けるさまざまな精神疾患の治療に役立つことが考えられる。本研究では、「記憶の書き換え」について、呼吸という内因的活動が有効な促進作用を有することを証明する。これまで我々は、呼吸中枢活動を光操作で止めることのできるトランスジェニックマウスを用いて、記憶を形成する瞬間に呼吸を止めると、記憶できなくなることを発見した。つまりこれは、呼吸には、記憶を形成するときにそれができなくなるなんらかの作用を有することを意味する。本研究では、さらに一歩進んで、一度覚えた記憶について、記憶想起に合わせて呼吸を制御することで、記憶を消去できるか、つまり、呼吸には、新しい記憶の形成に関与するだけでなく、すでに覚えた記憶を消し去る作用をもちうるかについて解明する。実験では、まず、１）AAVを接種されたCreマウスが、光操作で呼吸を強制的にコントロールできるか、対照群のマウスと比較して行う。そして、２）マウスが記憶課題で新しい記憶を形成できるか。この２つの段階を経たのちに、記憶の再固定実験を行う。ここでは、記憶想起する瞬間に呼吸を強制的に操作する。これらの記憶課題後、最初期遺伝子による分子イメージング法で、海馬ニューロンの活動パターンを明らかにする。さらにin vivo細胞外記録によるニューロン活動から、その活動パターンがより明確になるため、現在、細胞外記録の系の立ち上げを行っている。また、本研究課題の基盤となる先行研究論文のための追加実験が、想定よりも時間を費やしており、計画がやや遅れている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究と直接関連し、本研究課題を計画する上で基盤となった先行研究論文のための追加実験が、想定していたよりも時間を費やしているため。この先行研究の論文は、すでに投稿中であるが、これまでのreviewerとのやりとりで、動物の匹数を増やすことや追加グループの行動実験を行うよう勧められ、繰り返し行っている状況である。一方、記憶を消すの行動実験については、AAVを接種されたCreマウスを用いて、記憶課題を実施中である。今後の成果が期待できる状況にある。

Strategy for Future Research Activity

１）これまでと同様に、AAVを接種されたトランスジェニックマウスを用い、記憶課題を行い、その延長線として、記憶を消す再固定を実施する予定である。
２）海馬ニューロン活動や呼吸中枢から大脳皮質まで至る経路の解明は、これまでと同様、最初期遺伝子Arc, Fos, H1aを用いた分子イメージング（catFISH）の系を用いて、明らかにすることが大事である。
３）新しくLFPなどのin vivo細胞外記録の系を用いることで、海馬ニューロンの活動パターンがより明確になるため、今後、catFISHの系はそのまま維持しながら、in vivoの細胞外記録の系を新しく確立する予定である。

Causes of Carryover

次年度へ新たに生じた使用額は153,815円であったが、これは実験計画がやや遅れていることに起因する。この金額の使用計画として、研究に必要な消耗品等の購入を予定している。