2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26710004
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
和氣 弘明 生理学研究所, 発達生理学研究系, 准教授 (90455220)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 髄鞘 / 運動学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では髄鞘化による神経回路制御機構の破綻による精神症状表出のメカニズムを検討するために、髄鞘の恒常性が破綻したマウスを用いて認知学習課題中の神経細胞の発火パターンを可視化しその変容を探る。さらに光刺激を用いて症状の改善を試みることを目的としている。平成２７年度は平成２６年度に継続して研究を行い、PLP遺伝子を過剰発現させたマウス（PLP-tg）の神経活動依存性の髄鞘化制御機構が損なわれていることを髄鞘関連タンパク質のmRNA発現を運動学習前後で比較することによって明らかにした。またPLP-tgの学習効率低下の神経回路基盤を検証するために運動学習中の第１次運動野2/3層錐体細胞にアデノ随伴ウィルスを用いてカルシウム感受性タンパク質を発現させ、神経細胞集団の活動を可視化したところ、行動に関連しない神経活動が上昇し、学習効率を低下させること見出した。さらにこの行動に関連しない神経活動の上昇は活動の入力の時間的分散に伴って生じるものであるということを覚醒下動物の2/3層の神経細胞活動を、多点電極記録を用いて計測することにより明らかにした。さらにではこの神経細胞活動の時間的分散を、光遺伝学的手法を用いた神経細胞活動操作によって補正することによって学習効率の改善を認めるかどうかを検証した。PLP-tgの視床にチャネルロドプシンをコードしたアデノ随伴ウィルスを注入し視床軸索を小動物の行動に関連してトリガーして第１次運動野2/3層で光刺激したところ学習効率の改善をみとめた。以上によって神経活動依存性の髄鞘化制御機構の破綻によって神経細胞の自発活動の上昇が引きおこされ、学習行動を阻害すること、この局所回路の同期性を促すことによって学習行動が改善することを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
系の構築に想定していた期間を短縮することができ、進捗が著しく、研究が想定していたよりもすすんだため。具体的には伝導速度の差を比較するための多点電極の系、およびその解析、光刺激の装置の組み込みに使用する期間の短縮
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| Strategy for Future Research Activity |
現在行っている研究の結果をまとめ論文の提出を行う。また統合失調症モデルマウスにおいても髄鞘制御機構が失われていることを示し、その神経回路基盤を運動学習もしくは感覚学習の中の神経細胞活動を２光子顕微鏡を用いて可視化することによって明らかにする。
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| Causes of Carryover |
本年度投稿の予定が次年度に繰り越されたため。投稿費を次年度に計上する
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
論文掲載料として500000計上する。また解析に使用する電子機器費として185080計上する
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