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乳頭体上核-海馬回路の機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 17K07043
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 神経生理学・神経科学一般
研究機関同志社大学 (2018-2019)
東京大学 (2017)

研究代表者

橋本谷 祐輝  同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (50401906)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード海馬 / 乳頭体上核 / 歯状回 / 共放出 / シナプス可塑性 / 光遺伝学 / 神経回路 / 顆粒細胞 / シナプス
研究成果の概要

視床下部に位置する乳頭体上核は海馬の歯状回とCA2へと投射する。この回路は記憶や情動と強い結びつきのあることが示唆されているが、そのシナプス結合様式は詳しく調べられていなかった。本研究では乳頭体上核ー歯状回間のシナプス結合を光遺伝学と電気生理学を用いて調べた。その結果、乳頭体上核ニューロンは歯状回の顆粒細胞および抑制性ニューロンとシナプスを形成し、これらのシナプスにおいてグルタミン酸とGABAを共放出することを明らかにした。さらに乳頭体上核の入力が貫通線維入力と同期することで顆粒細胞の発火を上昇させることを明らかにした。以上の結果から乳頭体上核は歯状回の活動を調節することが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

乳頭体上核と海馬で形成される神経回路はこれまで記憶や情動に関して重要な役割を果たすことが示唆されてきた。最近はさらに睡眠やナビゲーションにも関わることが報告され、乳頭体上核―海馬間神経回路はより多様な脳機能に寄与することがわかってきた。本研究はこういった重要な脳機能を発揮する神経基盤をシナプスレベルで明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Supramammillary Nucleus Afferents to the Dentate Gyrus Co-release Glutamate and GABA and Potentiate Granule Cell Output2018

    • 著者名/発表者名
      Hashimotodani Y, Karube F, Yanagawa Y, Fujiyama F, Kano M
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 25 号: 10 ページ: 2704

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2018.11.016

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Near-infrared deep brain stimulation via upconversion nanoparticle-mediated optogenetics.2018

    • 著者名/発表者名
      Chen S, Weitemier AZ, Zeng X, He L, Wang X, Tao Y, Huang AJY, Hashimotodani Y, Kano M, Iwasaki H, Parajuli LK, Okabe S, Teh DBL, All AH, Tsutsui-Kimura I, Tanaka KF, Liu X, McHugh TJ.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 359 号: 6376 ページ: 679-684

    • DOI

      10.1126/science.aaq1144

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] LTP at Hilar Mossy Cell-Dentate Granule Cell Synapses Modulates Dentate Gyrus Output by Increasing Excitation/Inhibition Balance.2017

    • 著者名/発表者名
      Hashimotodani Y, Nasrallah K, Jensen KR, Chavez AE, Carrera D, Castillo PE.
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 95 号: 4 ページ: 928-943

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2017.07.028

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 乳頭体上核―歯状回顆粒細胞シナプスにおける短期可塑性の解析2020

    • 著者名/発表者名
      田淵詠梨、坂場武史、橋本谷祐輝
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Optogenetic characterization of the supramammillary nucleus to the dentate gyrus synaptic connections2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hashimotodani, Yuchio Yanagawa, Masanobu Kano
    • 学会等名
      11th FENS Forum of Neuroscience
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海馬歯状回の再帰性回路におけるシナプス可塑性の役割2018

    • 著者名/発表者名
      橋本谷祐輝、Pablo E. Castillo
    • 学会等名
      第95回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 乳頭体上核から海馬歯状回への神経投射の解析2017

    • 著者名/発表者名
      橋本谷祐輝、柳川右千夫、狩野方伸
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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