新生ニューロンが作る記憶痕跡

• 研究課題/領域番号: 16K18359
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 坂口 昌徳 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 准教授 (60407088)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 新生ニューロン / 記憶 / 睡眠 / 超小型脳内視鏡 / レム睡眠 / 光遺伝学 / PTSD / 行動神経科学

研究成果の概要

本研究では、生きたマウスの脳内で新生ニューロンの活動を調べました。その結果、特に怖い経験をしたときに活動したニューロンが、その後のレム睡眠の時に再活動することを発見しました。次に、レム睡眠中の新生ニューロンの活動にどのような機能があるかを知るために、光遺伝学という技術を使って、レム睡眠中に限定して新生ニューロンの活動を人工的に操作する実験を行いました。すると、マウスはあたかも怖い記憶を忘れたかのように振る舞うようになりました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、大人の脳内にごく僅かに残る再生能力が、睡眠中に記憶の定着に必要であることを明らかにしました。今後、大人の脳内で新生ニューロンが睡眠中にどのように恐怖記憶を定着させるかを解明することで、脳が持つ再生能力を高め、アルツハイマー病などの神経が失われる病気や、PTSDなどの記憶処理に異常を来す疾患に対する新しい治療法に開発に応用できるものと期待されます。

研究成果

• [国際共同研究] Columbia University/Nathan Kline Institute(米国)
• [国際共同研究] University of Edinburgh(英国)
• [国際共同研究] Columbia University, NY/Nathan Kline Institute, NY/New York(米国)
• [国際共同研究] University of Edinburgh, Edingburgh(英国)
• [国際共同研究] Columbia Univ/New York Univ(USA)
• [国際共同研究] Edinburgh(UK)
• [国際共同研究] KAIST(Korea)
• [国際共同研究] Columbia Univ./New York Univ.(米国)
• [雑誌論文] Sparse activity of hippocampal adult-born neurons during REM sleep is necessary for memory consolidation (2020)
  • 著者名/発表者名: Kumar D, Koyanagi I, Carrier-Ruiz A, Vergara P, Srinivasan S, Sugaya Y, Kasuya M, Yu TS, Vogt K, Muratani M, Ohnishi T, Singh S, Teixeira CM, Cherasse Y, Naoi T, Wang Y, Nondhalee P, Osman BAH, Kaneko N, Sawamoto K, Kernie SG, Sakurai T, McHugh TJ, Kano M, Yanagisawa M, Sakaguchi M
  • 雑誌名: Neuron 巻: 107 号: 3 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2020.05.008
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Miniaturized microscope with flexible light source input for neuronal imaging and manipulation in freely behaving animals (2019)
  • 著者名/発表者名: Srinivasan Sakthivel、Hosokawa Takuma、Vergara Pablo、Cherasse Yoan、Naoi Toshie、Sakurai Takeshi、Sakaguchi Masanori
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 517 号: 3 ページ: 520-524
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.07.082
  • NAID: 120007127674
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Memory consolidation during sleep and adult hippocampal neurogenesis (2019)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi Masanori、Koyanagi Iyo、Akers Katherine、Vergara Pablo、Srinivasan Sakthivel、Sakurai Takeshi
  • 雑誌名: Neural Regeneration Research 巻: 14 号: 1 ページ: 20-20
  • DOI: 10.4103/1673-5374.243695
  • NAID: 120007133609
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Concise Review: Regulatory Influence of Sleep and Epigenetics on Adult Hippocampal Neurogenesis and Cognitive and Emotional Function (2018)
  • 著者名/発表者名: Akers Katherine G.、Cherasse Yoan、Fujita Yuki、Srinivasan Sakthivel、Sakurai Takeshi、Sakaguchi Masanori
  • 雑誌名: Stem Cells 巻: - 号: 7 ページ: 969-976
  • DOI: 10.1002/stem.2815
  • NAID: 120007133829
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Auditory conditioned stimulus presentation during NREM sleep impairs fear memory in mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Purple Ross J.、Sakurai Takeshi、Sakaguchi Masanori
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 46247-46247
  • DOI: 10.1038/srep46247
  • NAID: 120007129189
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The importance of acute intervention for preventing generalization in PTSD patients (2016)
  • 著者名/発表者名: 大石誠, 中島聡美, 坂口昌徳
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 25 ページ: 1209-1210
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 脳内で新生するニューロンと中枢神経再生への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坂口 昌徳
  • 雑誌名: ブレインサイエンスレビュー, 2016 巻: なし ページ: 263-279
  • 謝辞記載あり
• [学会発表] Fear memory regulation by adult-born neurons during REM sleep (2020)
  • 著者名/発表者名: Masanori Sakaguchi
  • 学会等名: The 63rd Annual Meeting of the Japanese Society for Neurochemistry
  • 招待講演
• [学会発表] Application of the adult-born neurons for PTSD (2020)
  • 著者名/発表者名: Masanori Sakaguchi
  • 学会等名: The 12th Symposium of Japanese Society for Anxiety and Related Disorders
  • 招待講演
• [学会発表] Necessity of adult-born neurons for memory consolidation during REM sleep (2019)
  • 著者名/発表者名: Masanori Sakaguchi
  • 学会等名: Toyama Forum for Academic Summit on "Dynamic Brain"
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The mechanism of fear memory consolidation during sleep using animal model (2019)
  • 著者名/発表者名: Masanori Sakaguchi
  • 学会等名: The 49th Japanese Society of Neurophsychopharmacology
  • 招待講演
• [学会発表] Function of adult-born neurons in maturation of fear memory engram during sleep (2019)
  • 著者名/発表者名: Masanori Sakaguchi
  • 学会等名: The 10th IBRO World congress of Neuroscience
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The fear memory processing during sleep for a new therapy of PTSD (2019)
  • 著者名/発表者名: Masanori Sakaguchi
  • 学会等名: The 18th Japanese Traumatic Stress Conference
  • 招待講演
• [学会発表] 成体海馬の新生ニューロンが睡眠中に形成する連合記憶 (2018)
  • 著者名/発表者名: 坂口昌徳
  • 学会等名: 成体脳ニューロン新生懇談会
  • 招待講演
• [学会発表] 成体脳で再生を続けるニューロンが、睡眠中に恐怖記憶の固定化に果たす役割 (2018)
  • 著者名/発表者名: 坂口昌徳
  • 学会等名: 医療心理懇話会第3回集会
  • 招待講演
• [学会発表] Sleep and memory consolidation (2018)
  • 著者名/発表者名: 坂口昌徳
  • 学会等名: 日本睡眠学会
  • 招待講演
• [学会発表] レム睡眠行動異常の早期発見技術開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 坂口昌徳
  • 学会等名: 神経変性疾患と睡眠障害セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] Memory consolidation during sleep and its mechanism for clinical insights (2018)
  • 著者名/発表者名: 坂口昌徳
  • 学会等名: Asian Society of Sleep Medicine 2018 Cogress
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Memory consolidation during sleep and its mechanism for clinical insights (2018)
  • 著者名/発表者名: Masanori Sakaguchi
  • 学会等名: Asian Society of Sleep Medicine 2018 Cogress
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Mechanism of memory consolidation during sleep (2018)
  • 著者名/発表者名: Masanori Sakaguchi
  • 学会等名: 分子細胞情報学セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] Function of adult-born neurons during sleep (2018)
  • 著者名/発表者名: Masanori Sakaguchi
  • 学会等名: 東京医科歯科大学教室セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] Adult-born neurons in memory consolidation during sleep (2018)
  • 著者名/発表者名: Masanori Sakaguchi
  • 学会等名: 東北大学 Neuro Global 国際共同大学院プログラム
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanism of memory consolidation during sleep (2018)
  • 著者名/発表者名: Masanori Sakaguchi
  • 学会等名: NIPS conference: An approach to the integrative understanding of learning and memory
  • 招待講演
• [学会発表] 脳と心のフロンティア～「知」と「療」の連携 (2018)
  • 著者名/発表者名: Masanori Sakaguchi
  • 学会等名: The 39th Japanese Society for Biological Psychology, The 47th Japanese Society for Neuropsychopharmacology
  • 招待講演
• [学会発表] The role of adult-born neurons in memory consolidation during sleep (2018)
  • 著者名/発表者名: Deependra Kumar
  • 学会等名: Indian society for sleep research
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Function of the adult-born neurons for memory consolidation during sleep (2018)
  • 著者名/発表者名: Masanori Sakaguchi
  • 学会等名: The 20th KSBNS annual meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] EEG brain rhythms for memory consolidation during sleep (2018)
  • 著者名/発表者名: Nondhalee Pimpimon
  • 学会等名: The 40th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 国際学会
• [学会発表] Active Role of Sleep in Forgetting of Memory (2018)
  • 著者名/発表者名: Ruth Li
  • 学会等名: The 40th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular mechanisms of memory consolidation during sleep (2018)
  • 著者名/発表者名: Iyo Koyanagi
  • 学会等名: 40th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 国際学会
• [学会発表] Function of the adult-born neurons in memory consolidation during sleep (2018)
  • 著者名/発表者名: Masanori Sakaguchi
  • 学会等名: Department seminar, Peking University, Beijing, China
  • 招待講演
• [学会発表] The role of adult born neurons in memory consolidation during sleep-wake cycles (2016)
  • 著者名/発表者名: Kumar D, Hayashi M, Hayashi X, Changarathil G, Wintzer M, McHugh TJ, Sakurai T, Yanagisawa M, Sakaguchi M
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: Convention Center, San Diego, USA
  • 年月日: 2016-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] マウス光遺伝学を用いたトラウマ記憶の脳内処理過程 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坂口 昌徳, Deependra Kumar, 林 政信、大石 誠
  • 学会等名: 医療心理懇話会演題
  • 発表場所: フクラシア東京、東京都中央区
  • 年月日: 2016-11-02
  • 招待講演
• [学会発表] Function of the adult-born neurons in memory consolidation during sleep (2016)
  • 著者名/発表者名: Masanori Sakaguchi, Masanobu Hayashi, Makoto Oishi, Xifang Hayashi, Boran Osman, Sima Singh, Marie Wintzer, Thomas J. McHugh, Takeshi Sakurai, Masashi Yanagisawa, Deependra Kumar
  • 学会等名: RIKEN PDFA Pizza and Science Seminars
  • 発表場所: RIKEN BSI, 埼玉県和光市
  • 年月日: 2016-10-19
  • 招待講演
• [学会発表] Function of the adult-born neurons in memory consolidation during sleep (2016)
  • 著者名/発表者名: Deependra Kumar, Masanori Sakaguchi
  • 学会等名: Memory Meeting 2016
  • 発表場所: 東京大学、東京都文京区
  • 年月日: 2016-07-23
  • 招待講演
• [学会発表] The vulnerable period for a fear memory consolidation revealed by sleep deprivation (2016)
  • 著者名/発表者名: Ruoshi Li, Takeshi Sakurai, Masanori Sakaguchi
  • 学会等名: The vulnerable period for a fear memory consolidation revealed by sleep deprivation
  • 発表場所: パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
  • 年月日: 2016-07-21
  • 国際学会
• [学会発表] 成体脳で新生するニューロンが、睡眠中の記憶の固定化に果たす役割り (2016)
  • 著者名/発表者名: 坂口昌徳, Deependra Kumar, 林政信, 林細芳, Gopakumar Changarathil, Marie Wintzer, Thomas J. McHugh, 櫻井武, 柳沢正史
  • 学会等名: 成体脳で新生するニューロンが、睡眠中の記憶の固定化に果たす役割り
  • 発表場所: 京王プラザホテル、東京都新宿区
  • 年月日: 2016-07-08
  • 招待講演
• [学会発表] The activity of adult born neurons are necessary for memory consolidation during sleep (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi M, Kumar D, Hayashi M, Hayashi X, Changarathil G, Singh S, Wintzer M, McHugh TJ, Sakurai T, Yanagisawa M
  • 学会等名: NCTC seminar
  • 発表場所: National Chiao-Tung Univ, Hsinchu, Taiwan
  • 年月日: 2016-05-26
  • 招待講演
• [備考] Sakaguchi Lab HP
  • URL: https://sakaguchi-lab.org/
• [備考] UCLA miniscoep 制作記事
  • URL: http://sakaguchi-miniscope.blogspot.com/
• [備考] 研究室HP
  • URL: http://iiis.php.xdomain.jp/sakaguchi/www/
• [備考] Sakurai and Sakaguchi laboratory Sakaguchi group
  • URL: http://sakurai-sakaguchi.wpi-iiis.tsukuba.ac.jp/
• [備考] トラウマ記憶を弱めるには; マウスの記憶・睡眠研究から考えるPTSDケア
  • URL: https://academist-cf.com/journal/?p=5352
• [備考] 睡眠中にPTSDケア —トラウマ記憶を音で消す—
  • URL: http://wpi-iiis.tsukuba.ac.jp/japanese/press/1048
• [備考] Publications list
  • URL: http://sakurai-sakaguchi.wpi-iiis.tsukuba.ac.jp/publications.html
• [産業財産権] 小型撮像装置 (2019)
  • 発明者名: 手塚太郎, 細川拓馬, 坂口昌徳
  • 権利者名: 筑波大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2019
• [産業財産権] 判定装置,光照射装置,及びプログラム (2019)
  • 発明者名: 手塚太郎, 坂口昌徳
  • 権利者名: 筑波大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2019