海馬神経スパインを介した空間記憶の概日制御メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 19K16184
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分44050:動物生理化学、生理学および行動学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 池野 知子 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特別研究員 (80791813)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 概日時計 / 空間記憶 / 海馬 / スパイン / 海馬神経スパイン / SCOP

研究開始時の研究の概要

本研究では、概日時計がどのようにして空間記憶のリズムを制御しているのかを神経スパインという視点から明らかにする。そのために1点目として、「概日時計がどのように海馬神経のスパイン密度のリズムを制御してるのか」を明らかにする。また、2点目として、「スパイン密度のリズムが空間記憶のリズムを生み出しているのか」を解明する。これら2点から、概日時計による空間記憶の制御を一連の流れとして理解する。

研究成果の概要

本研究の目的は、概日時計がどのようにして認知機能を制御するのかを解明することである。私は、海馬で発現するSCOPという分子が海馬の神経可塑性を通じて認知機能を変化させるという仮説を検証するため、実験を行ってきた。その結果、SCOPの前脳特異的欠損マウス（SCOP cKO）は遠隔空間記憶（2週間の空間記憶）を形成することができず、さらに、空間記憶に重要な海馬領域と遠隔記憶に重要な前帯状皮質領域の神経樹状突起スパインの密度が野生型に比べて低いことも明らかにした。このことはSCOP分子は海馬のスパイン形成に関与しており、スパインの可塑性を通じて空間記憶の形成に関わることを示している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の目的は、概日時計がどのようにして記憶・学習といった脳機能の変化を引き起こすのかを解明することである。その結果、私は海馬で発現し、概日時計によって制御されるSCOPという分子が、神経可塑性を通じて空間記憶を変化させることを明らかにした。これまでに独立のものとして研究されていた概日時計、神経可塑性、記憶という現象をひとつの分子に着目することで一連の流れとしてとらえた本研究は非常に意義深く、そのアプローチの仕方は概日時計分野以外の研究にも広く応用できると考えられる。