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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Mechanism of positive memory erasure by the hypothalamic neurons

Publicly Offered Research

Project AreaPrinciples of memory dynamism elucidated from a diversity of learning systems
Project/Area Number 16H01271
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

山中 章弘  名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (60323292)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Keywords視床下部
Outline of Annual Research Achievements

視床下部のメラニン凝集ホルモン(MCH)産生神経細胞の生理的役割については十分分かっていない。生理的役割を明らかにするために、MCH神経特異的にチャネルロドプシン2(ChR2)を発現する遺伝子改変動物を作成し、光遺伝学をMCH神経に適用して活性化すると、ノンレム睡眠がレ睡眠に変換されることが明らかになった。さらに、MCH神経特異的にカルシウムインジケータタンパク質であるGCaMP6を発現させ、ファイバーフォトメトリーを用いて睡眠覚醒状態変化時のMCH神経活動を記録したところ、MCH神経がレム睡眠中に活性化されることを見いだした。MCH神経軸索末端が海馬に密に投射していることから、海馬が担う記憶をMCH神経がレム睡眠中に制御している可能性について行動実験を用いて検討した。MCH神経を光遺伝学、もしくは薬理遺伝学を用いて活性化したところ、記憶が抑制されることが明らかとなった。これらのことは、MCH神経活動が、記憶の抑制に関わっていることを示している。そのメカニズムを明らかにするために、脳スライス標本を用いて、海馬神経細胞から活動記録しながら、MCH神経軸索末端を光遺伝学にて活性化させたところ、神経活動の抑制が観察された。このことは、レム睡眠中のMCH神経活動が海馬神経活動を抑制し、それによって記憶が抑制される可能性を示唆している。そこで、海馬のMCH神経軸索末端だけを光刺激したマウスを用いて記憶テストを行ったところ、記憶の低下を認めた。これらの一連の結果からMCH神経がレム睡眠中に活性化され、記憶の低下に関わっている事を示した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (47 results)

All 2018 2017

All Journal Article (15 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 2 results) Presentation (32 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 31 results)

  • [Journal Article] Oxytocin-oxytocin receptor systems facilitate social defeat posture in male mice.2018

    • Author(s)
      Nasanbuyan N, Yoshida M, Takayanagi Y, Inutsuka A, Nishimori K, Yamanaka A, *Onaka T.
    • Journal Title

      Endocrinology

      Volume: 159 Pages: 763-775

    • DOI

      10.1210/en.2017-00606.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Involvement of orexin neurons in fasting- and central adenosine-induced hypothermia.2018

    • Author(s)
      Futatsuki T, Yamashita A, Ikbar KN, Yamanaka A, Arita K, Kakihana Y, *Kuwaki T.
    • Journal Title

      Sci Rep

      Volume: 8 Pages: 2717

    • DOI

      10.1038/s41598-018-21252-w.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of ghrelin on the motor deficit caused by the ablation of nigrostriatal dopaminergic cells or the inhibition of striatal dopamine receptors.2018

    • Author(s)
      Suda Y, Kuzumaki N, Narita M, Hamada Y, Shibasaki M, Tanaka K, Tamura H, Kawamura T, Kondo T, Yamanaka A, *Narita M.
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun

      Volume: 496 Pages: 1102-1108

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.01.145.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Activation of ventral tegmental area dopaminergic neurons reverses pathological allodynia resulting from nerve injury or bone cancer.2018

    • Author(s)
      Watanabe M, Narita M, Hamada Y, Yamashita A, Tamura H, Ikegami D, Kondo T, Shinzato T, Shimizu T, Fukuchi Y, Muto A, Okano H, Yamanaka A, Tawfik VL, Kuzumaki N, Navratilova E, Porreca F, *Narita M.
    • Journal Title

      Mol Pain

      Volume: 14 Pages: 56406

    • DOI

      10.1177/1744806918756406.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Extracellular n-acetylaspartylglutamate released in the nucleus accumbens modulates the pain sensation: Analysis using a microdialysis/mass spectrometry integrated system.2018

    • Author(s)
      Watanabe M, Sugiura Y, Sugiyama E, Narita M, Navratilova E, Kondo T, Uchiyama N, Yamanaka A, Kuzumaki N, Porreca F, Narita M.
    • Journal Title

      Mol Pain

      Volume: 14 Pages: 54934

    • DOI

      10.1177/1744806918754934.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Purkinje cells in the mouse cerebellar vermis directly project their axons to medial parabrachial nucleus.2018

    • Author(s)
      *Hashimoto M, Yamanaka A, Tanifuji M, Yaginuma H.
    • Journal Title

      Front Neural Circuit

      Volume: 12 Pages: 6

    • DOI

      10.3389/fncir.2018.00006.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sex differences in olfactory-induced neural activation of the amygdala.2018

    • Author(s)
      Kikusui T, Kajita M, Otsuka N, Hattori T, Kumazawa K, Watarai A, Nagasawa M, Inutsuka A, Yamanaka A, Matsuo N, Covington HE, 3rd, *Mogi K.
    • Journal Title

      Behav Brain Res

      Volume: 346 Pages: 96-104

    • DOI

      10.1016/j.bbr.2017.11.034.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optogenetic identification of hypothalamic orexin neuron projections to paraventricular spinally projecting neurons.2017

    • Author(s)
      Dergacheva O, Yamanaka A, Schwartz AR, Polotsky VY, *Mendelowitz D.
    • Journal Title

      Am J Physiol Heart Circ Physiol

      Volume: 312 Pages: H808-H817

    • DOI

      10.1152/ajpheart.00572.2016.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Lateral hypothalamic circuits for sleep-wake control.2017

    • Author(s)
      Yamashita T, *Yamanaka A.
    • Journal Title

      Current Opinion in Neurobiology

      Volume: 44 Pages: 94-100

    • DOI

      10.1016/j.conb.2017.03.020.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Challenges in the development of therapeutics for narcolepsy.2017

    • Author(s)
      Black SW, Yamanaka A, *Kilduff TS.
    • Journal Title

      Prog Neurobiol

      Volume: 152 Pages: 89-113

    • DOI

      10.1016/j.pneurobio.2015.12.002.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Hypothalamic regulation of the sleep/wake cycle.2017

    • Author(s)
      Ono D, *Yamanaka A.
    • Journal Title

      Neurosci Res

      Volume: 118 Pages: 74-81

    • DOI

      10.1016/j.neures.2017.03.013.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] オレキシン神経活動操作による機能解明.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Journal Title

      睡眠医療

      Volume: 11(1) Pages: 19-25

  • [Journal Article] 光遺伝学による神経科学研究の新展開.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Journal Title

      医学のあゆみ

      Volume: 262(5) Pages: 491-495

  • [Journal Article] 光遺伝学による睡眠覚醒の制御.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Journal Title

      生体の科学

      Volume: 65(5) Pages: 484-485

  • [Journal Article] 睡眠のマニピュレーション-光遺伝学、薬理遺伝学を用いた睡眠覚醒の操作.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Journal Title

      医学のあゆみ

      Volume: 263(9) Pages: 765-774

  • [Presentation] オレキシンとは?睡眠覚醒調節における役割について.2018

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      第70回九州精神神経学会 第63回九州精神医療学会
    • Invited
  • [Presentation] 光遺伝学、薬理遺伝学による特定神経活動操作を用いた睡眠覚醒、リズム研究.2018

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      時間学特別セミナー
    • Invited
  • [Presentation] Regulatory mechanism of sleep/wakefulness and memory.2018

    • Author(s)
      Yamanaka A
    • Organizer
      The BRI International Symposium 2018 "The innovative progress of neuroscientific research through the use of advanced animal models"
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 起きるべきか?、寝るべきか?、それが問題だ.2018

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      第二回名古屋リズム研究会
    • Invited
  • [Presentation] ファイバーレス光遺伝学を用いた神経活動操作と行動制御.2018

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      第123回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [Presentation] Optogenetics and pharmacogenetics reveals regulatory mechanism of sleep/wakefulness and memory.2017

    • Author(s)
      Yamanaka A
    • Organizer
      Cell biology and systems biology course meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Hypothalamic neurons erase memory during sleep.2017

    • Author(s)
      Yamanaka A
    • Organizer
      New York University Seminar
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Hypothalamic neurons regulate sleep/wakefulness and memory.2017

    • Author(s)
      Yamanaka A
    • Organizer
      Mount Sinai seminar
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The physiological role of orexinergic neurons in the regulation of sleep wakefulness, pain and metabolism.2017

    • Author(s)
      Yamanaka A
    • Organizer
      International Conference of Sleep Medicine and Research (ISSR 2017)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Generation of sleep disorder model mice by ablation of specific types of neurons.2017

    • Author(s)
      Yamanaka A
    • Organizer
      World Sleep
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Regulatory mechanism of sleep and memory by the hypothalamic neurons.2017

    • Author(s)
      Yamanaka A
    • Organizer
      World Sleep
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Regulatory mechanism of sleep/wakefulness by the hypothalamic neuropeptide-producing neurons.2017

    • Author(s)
      Yamanaka A
    • Organizer
      120th WPI-IIIS Seminar
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] オレキシン神経活動の操作と記録~摂食行動ー睡眠覚醒調節における役割の解明~.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      第15回桜山睡眠研究会
    • Invited
  • [Presentation] 視床下部神経による摂食代謝・睡眠覚醒・記憶の制御.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      第27回日本行動神経内分泌研究会 教育講演
    • Invited
  • [Presentation] 光遺伝学・薬理遺伝学を用いた睡眠覚醒と記憶の制御.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      島根大学大学院セミナー
    • Invited
  • [Presentation] 技術革新が切り拓く最新神経科学研究.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      星薬科大学薬理学教室 平成29年度同門会学術セミナー
    • Invited
  • [Presentation] 光遺伝学・薬理遺伝学を用いた睡眠覚醒と記憶の制御:メカニズム解明.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      第64回日本実験動物学会総会
    • Invited
  • [Presentation] 特定神経活動操作で迫る.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      代謝疾患フォーラム2017
    • Invited
  • [Presentation] アップコンバージョンを用いたファイバーレス光遺伝学の開発と応用.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      第二回ルミノジェネティクス研究会
    • Invited
  • [Presentation] オレキシンとは?睡眠覚醒調節における役割ついて.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      Tochigi Insomnia研究会2017
    • Invited
  • [Presentation] オレキシンとは?睡眠覚醒調節における役割について.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      SLEEP SYMPOSIUM 2017
    • Invited
  • [Presentation] 視床下部神経による睡眠覚醒調節と記憶の制御.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      第40回日本神経科学大会
    • Invited
  • [Presentation] ファイバーレス光遺伝学の開発.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      第4回包括的緩和医療科学学術研究会・第5回Tokyo 疼痛緩和次世代研究会 合同研究会
    • Invited
  • [Presentation] オレキシン神経に対するドーパミンの長期的作用の解析.2017

    • Author(s)
      山中章弘、向井康敬
    • Organizer
      第52回日本アルコール・アディクション医学会学術総会
    • Invited
  • [Presentation] 光遺伝学・薬理遺伝学を用いた睡眠覚醒調節メカニズムの解明.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      第47回日本小児神経学会小児神経学セミナー
    • Invited
  • [Presentation] 視床下部神経による睡眠と記憶の制御.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      第47回日本神経精神薬理学会
    • Invited
  • [Presentation] オレキシンとは?睡眠覚醒調節における役割について.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      香川県睡眠治療セミナー
    • Invited
  • [Presentation] オレキシンとは?睡眠覚醒調節における役割について.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      第6回世田谷クリニカルフォーラム
    • Invited
  • [Presentation] 視床下部神経による睡眠覚醒・記憶・代謝内分泌調節.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      第42回日本比較内分泌学会
    • Invited
  • [Presentation] 光遺伝学・光生理による睡眠覚醒と記憶の制御メカニズム解明.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      日本比較生理生化学会 第39回福岡大会
    • Invited
  • [Presentation] シングルセル解析による本能行動に関わる視床下部神経回路の機能解明.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • Invited
  • [Presentation] ファイバーレス光遺伝学を用いた神経活動操作と行動制御.2017

    • Author(s)
      山中章弘
    • Organizer
      光量子工学研究領域セミナー
    • Invited

URL: 

Published: 2018-12-17  

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