扁桃体中心核におけるシナプス可塑性の可視化とその生理的意義

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25430015
• Research Institution: Jikei University School of Medicine
• Principal Investigator: 渡部 文子 東京慈恵会医科大学, 医学部, 准教授 (00334277)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 扁桃体 / 恐怖記憶 / 情動 / 連合学習 / 痛み / 無条件刺激

Outline of Annual Research Achievements

情動は、認知・意欲などの発現に深く関与すると共に、危険な場所や刺激を学習することで、個体の生存維持に重要な役割を担う。さらにその異常は、心的外傷後ストレス症候群 (PTSD)などにも直結し、現代のストレス社会において最重要課題のひとつである。
情動の座である扁桃体は、痛みなどの無条件刺激 (US) と条件刺激 (CS) との連合学習である恐怖条件付けにおいて中心的役割りを担う。特に、扁桃体外包中心核（CeC）には痛み信号が直接入力することが知られ、我々は今まで慢性痛成立後や恐怖記憶形成後にCeCシナプス可塑性が誘導されることを報告してきた。そこで、本年度は、痛みの中継核である橋の腕傍核-CeCシナプスに着目し、恐怖記憶形成においてこの経路が必要かつ十分であることを見出した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

個体レベルにおける腕傍核の可逆的抑制実験は当初の計画通り進んだ。さらに、光遺伝学的手法による腕傍核-CeC経路の刺激実験は、当初の予定よりも大きく進展している。一方、脳切片レベルでの可塑性分子機構に関する研究は予定通り現在も進行している。

Strategy for Future Research Activity

これまでの研究成果により、恐怖情動学習において腕傍核の活動が必要であること、さらに腕傍核-CeCシナプス入力が連合学習におけるUSシグナルとして十分であること、が示された。そこで今後はこれらの知見を発展させ、個体レベルにおいて腕傍核-CeCシナプスの可塑性が持つ生理的意義を検討する。具体的には光遺伝学的にCeC可塑性を個体レベルで制御する。さらに、可塑性誘導の分子機構をシナプスレベルで解明することにより、腕傍核からCeCへのシナプス入力の負情動制御における役割りを、分子レベルから個体レベルまで一貫して解き明かすことを目指す。

Causes of Carryover

初年度に計画していた腕傍核局所投与の実験系確立が本年度前半にずれこんだ。

Expenditure Plan for Carryover Budget

上記の理由のため、本年度後半に実験予定であった光遺伝学的手法を用いた行動実験および電気生理学的実験を、次年度に計画している。なお、本年度の研究成果により局所投与の実験系が確立したため、次年度には薬剤およびウィスルベクターの投与をより効率アップして行うことが出来る。

Research Products

• [Journal Article] The lateral parabrachial nucleus is actively involved in the acquisition of fear memory in mice. (2015)
  • Author(s): Sato, M., Ito, M., Nagase, M., Sugimura, Y.K., Takahashi, Y., ※ Watabe, A.M. , Kato, F
  • Journal Title: Molecular Brain Volume: 8:22, Pages: 1-15
  • DOI: 10.1186/s13041-015-0108-z
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Artificial Association of Pre-stored Information to Generate a Qualitatively New Memory. (2015)
  • Author(s): Ohkawa, N., Saitoh, Y., Suzuki, A., Tsujimura, S., Murayama, E., Kosugi, S., Nishizono, H., Matsuo, M., Takahashi, Y., Nagase, M., Sugimura, Y.K., Watabe, A.M., Kato, F., Inokuchi, K.
  • Journal Title: Cell Reports Volume: 11 Pages: 261-269
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2015.03.017
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The glutamate receptor GluN2 subunit regulates synaptic trafficking of AMPA receptors in the neonatal mouse brain. (2014)
  • Author(s): Hamada, S., Ogawa, I., Yamasaki, M., Kiyama, Y., Kassai, H., Watabe, A.M., Nakao, K., Aiba, A., Watanabe, M., and Manabe, T.
  • Journal Title: European Journal of Neuroscience Volume: 40 Pages: 3136-46.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Optogenetic demonstration of direct input from the lateral parabrachial nucleus to the nociceptive amygdala. (2015)
  • Author(s): Sugimura YK, Takahashi Y, Watabe AM, Kato F.
  • Organizer: 第92回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-03-21 – 2015-03-23
  • Invited
• [Presentation] 侵害受容扁桃体による恐怖記憶制御の神経回路機構. (2014)
  • Author(s): 渡部文子
  • Organizer: 記憶回路研究会『個体内の記憶回路の同定とその機能解析による学習記憶制御基盤の統合的理解』
  • Place of Presentation: 岡崎
  • Year and Date: 2014-10-08 – 2014-10-09
  • Invited
• [Presentation] Two Distinct Types of Adrenoceptors Modurate Network Activity in The Central Nucleus of Amygdala. (2014)
  • Author(s): Yamamoto S, Takahashi Y, Watabe AM, Kato F.
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] INSULIN ATTENUATES SYNAPTIC POTENTIATION IN THE NOCICEPTIVE AMYGDALA IN A RODENT MODEL OF PAINFUL DIABETIC NEUROPATHY. (2014)
  • Author(s): Takahashi Y, Ochiai T, Asato M, Watabe AM, Ohsawa M, Kamei J, Kato F.
  • Organizer: 9th FENS FORUM OF NEUROSCIENCE
  • Place of Presentation: ミラノ
  • Year and Date: 2014-07-05 – 2014-07-09