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セプチン欠損マウスの空間認知・弁別障害から未知のシナプス制御機構を解明する

研究課題

研究課題/領域番号 18H02525
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分46010:神経科学一般関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

木下 専  名古屋大学, 理学研究科, 教授 (30273460)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2018年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードシナプス / 樹状突起棘 / 滑面小胞体 / セプチン / 長期記憶 / 長期増強 / 海馬 / スパイン / 空間文脈 / 空間文脈記憶 / シナプス伝達 / 電子顕微鏡
研究成果の概要

Sept3欠損マウスを多階層的に精査し、以下の知見を得た。系統的行動解析では空間文脈弁別課題のみ低成績であった。AAVベクター定位注入による発現・枯渇実験により、その責任領域を同定した。ssTEM法による3D形態計測ではシナプス分布密度やスパイン体積は正常であったが、滑面小胞体含有スパインが少なかった。この異常は初代培養顆粒細胞で再現された。培養顆粒細胞に後期長期増強を誘発するとシナプス拡大後のER伸展が再現された。さらに、SEPT3欠乏はシナプス拡大には影響せずER伸展を阻害したことから、顆粒細胞スパインへのER侵入は神経活動依存的かつSEPT3依存的であると結論づけた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

記憶の獲得・想起を司る海馬神経回路において、嗅内皮質から歯状回顆粒細胞に投射するシナプスの低い発火特性は入力情報のゲーティングに寄与する。顆粒細胞は成体における新生や、PTSDやうつなどへの関与も知られており、神経科学的にも臨床医学的にも重要なニューロンである。ヒトのSEPT3(重合性GTPase)遺伝子はヒトの知能と強く関連する22q11.3領域に存在し、顆粒細胞で高発現するが、生理機能は未知である。本研究において、Sept3欠損マウスの記憶固定化減弱を端緒として得られた一連の知見は、他のアプローチでは得難い記憶の分子メカニズムを解明しつつある。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 2019

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

  • [雑誌論文] Mice with cleavage-resistant N-cadherin exhibit synapse anomaly in the hippocampus and outperformance in spatial learning tasks2021

    • 著者名/発表者名
      M. Asada-Utsugi, K. Uemura, M. Kubota, Y. Noda, Y. Tashiro, T. M. Uemura, H. Yamakado, M. Urushitani, R. Takahashi, S. Hattori, T. Miyakawa, N. Ageta-Ishihara, K. Kobayashi, M. Kinoshita, A. Kinoshita
    • 雑誌名

      Molecular Brain

      巻: 14 号: 1 ページ: 23-23

    • DOI

      10.1186/s13041-021-00738-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Developmental and postdevelopmental roles of septins in the brain2020

    • 著者名/発表者名
      Ageta-Ishihara Natsumi、Kinoshita Makoto
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: S0168-0102(20) 号: 20 ページ: 30440-30445

    • DOI

      10.1016/j.neures.2020.08.006

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 記憶固定化のシナプス基盤:神経活動およびセプチン依存的なスパインへの小胞体伸展2020

    • 著者名/発表者名
      Ageta-Ishihara N, Kinoshita M et al.
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Activity- and septin-dependent extension of smooth endoplasmic reticulum into dendritic spines as a synaptic basis of memory consolidation. Outcome Presentation Meeting FY2019.2020

    • 著者名/発表者名
      Ageta-Ishihara N, Kosaka Y, Fukazawa Y, Takao K, Miyakawa T, Bito H, Inokuchi K, Kinoshita M.
    • 学会等名
      Platforms for Advanced Technologies and Research Resources
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ssTEM mapping of SEPT3 reveals its association with ER extending into active spines.2019

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara R, Kinoshita M.
    • 学会等名
      The 7th Neural Circuits Joint Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Activity- and SEPT3-dependent ER entry into dendritic spines underlies long-term memory.2019

    • 著者名/発表者名
      Asami Y, Kinoshita M.
    • 学会等名
      The 7th Neural Circuits Joint Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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