| Project/Area Number |
23K21352
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| Project/Area Number (Other) |
21H02597 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 46030:Function of nervous system-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
松尾 直毅 九州大学, 理学研究院, 教授 (10508956)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺前 順之介 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (50384722)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
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| Keywords | 記憶 / 回路 / 記憶想起 / マウス / 神経回路 |
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| Outline of Research at the Start |
それぞれの脳領域は多くの場合、複数の領域から入力を受けるが、ある状況において全ての入力回路・細胞が同等に働く訳ではない。例えば、海馬はエピソード記憶の“獲得”でも“想起”でも活動し、記憶の想起は獲得時の神経活動の再生であると一般的に考えられているが、実際に細胞レベルで解析を行うと、想起時に“再活動”する細胞の割合は意外と少ない。そこで、本研究では、記憶の“獲得”と“想起”の動作原理の違いを細胞・回路レベルで究明し、全体像を明らかにすることを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
マウスの恐怖条件付け記憶の獲得時と想起時に特に活動している細胞集団をそれぞれ遺伝学的に全脳で網羅的標識を行うことにより、有意に再活動している脳領域を見出した。想起に関しては学習2日後の近時記憶想起と、学習21日後の遠隔記憶想起時のそれぞれで解析を行い、近時記憶と遠隔記憶で再活動状態が異なる脳領域を見出した。また、それらの脳領域での再活動細胞率と記憶想起時のすくみ反応の割合（記憶の強度の指標）の間の相関を解析し、特に有意に正の相関がある脳領域を見出した。AAVを用いて見出した各脳領域全体および記憶痕跡細胞に、ArchTなどの抑制性オプシンを選択的に発現させ、光遺伝学を用いた神経活動抑制による記憶想起への影響を行動解析により行った。また、異なる蛍光色素を有する逆行性ウイルスベクターを利用することにより、これらの複数の脳領域の上流の脳領域および細胞集団を同時に蛍光可視化し、重複する脳領域と個々の神経細胞集団の同定と解析を行った。これら一連の研究により、恐怖条件付け記憶の想起に関わる特定の神経細胞集団および神経回路が明らかになりつつある。
また、記憶の獲得時と想起時における記憶痕跡細胞の神経活動の違いを経時的に観測するために、背側海馬CA1領域にAAVを用いてGCaMP6fを発現させ、文脈依存的恐怖条件付けの獲得時および想起時を含む過程における長期的なin vivoカルシウムイメージングを行った。昨年度に引き続き、得られたデータを多変量解析などを用いて多角的な解析を実施し、周囲の他の細胞とは異なる記憶痕跡細胞に特徴的な神経活動を複数見出すことができた。
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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
特に大きな問題も生じず、研究が進捗しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、記憶獲得時と想起時で活動に違いがある脳領域に特に着目して、更なる解析を行う予定である。具体的には、逆行性ウイルスベクターと活動依存的なプロモーターなどを活用することにより、上流の脳領域の特定の神経細胞集団を可視化同定する。さらに、これらの神経細胞集団に選択的なChR2やArchTなどの光感受性タンパク質の発現を誘導し、光遺伝学による特定の神経回路の役割の違いを行動レベルで明らかにする。
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