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忌避学習・嫌悪記憶や認知記憶の形成におけるアセチルコリン-PAKシグナルの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K16370
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分47040:薬理学関連
研究機関藤田医科大学 (2020-2021)
名古屋大学 (2019)

研究代表者

山橋 幸恵  藤田医科大学, 総合医科学研究所, 助教 (00793481)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードアセチルコリン / PAKキナーゼ / ドネペジル / 忌避学習 / 認知機能 / シナプス / 側坐核 / 海馬 / 認知記憶 / 忌避学習・嫌悪記憶 / PAK / リン酸化 / スパイン / PKC / D2R-MSN / リン酸化プロテオミクス / シグナル伝達
研究開始時の研究の概要

本研究では、PAK基質の包括的探索を行うことで、神経細胞内におけるアセチルコリンの作用機序を解明すると共に、忌避学習・嫌悪記憶や認知記憶の形成におけるアセチルコリン-Rac-PAKシグナルの役割を明らかにすることを目的としている。そのため、2019年度は、1) アセチルコリン下流におけるPAK基質の包括的探索を行い、2) PAK基質及びそのリン酸化部位を同定し、3) アセチルコリン-PAKシグナル伝達解析を行う。2020年度は、1) 個体内における樹状突起スパインの形態解析を行い、2) マウスの忌避学習・嫌悪記憶及び認知記憶の解析を行う。

研究成果の概要

脳内のアセチルコリンは学習・記憶に重要な神経伝達物質であり、認知症治療薬の標的となっている。本研究の目的は、学習・記憶を制御するアセチルコリンの神経細胞内での作用機序を解明することである。研究成果は以下の3点にまとめられる。1、側坐核内のD2R-MSNにおけるPAKキナーゼの活性化がシナプス可塑性を促進し、忌避学習を亢進する。2、ドネペジルにより、D2R-MSN内のPAKが活性化し、忌避学習が亢進する。3、認知記憶を担う海馬内のCA1領域においてもPAKはドネペジルにより活性化する。以上の結果より、アセチルコリン-PAK経路がシナプス可塑性を介して忌避学習や認知記憶を制御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

本研究では、学習・記憶を制御するアセチルコリンの神経細胞内におけるシグナル伝達機構を明らかにし、認知症治療薬ドネペジルの細胞内における作用機序の解明にも繋げることができた。更に、アセチルコリンがシナプス形態可塑性の制御にも関わるという新たな機能を示唆した。忌避学習や認知記憶が、アルツハイマー型認知症治療薬のスクリーニングの評価に使われている。このことから、本研究で同定したアセチルコリンのシグナル伝達経路の構成分子が治療標的に繋がることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Muscarinic signaling regulates voltage‐gated potassium channel KCNQ2 phosphorylation in the nucleus accumbens via protein kinase C for aversive learning2021

    • 著者名/発表者名
      Faruk Md. Omar、Tsuboi Daisuke、Yamahashi Yukie、Funahashi Yasuhiro、Lin You‐Hsin、Ahammad Rijwan Uddin、Hossen Emran、Amano Mutsuki、Nishioka Tomoki、Tzingounis Anastasios V、Yamada Kiyofumi、Nagai Taku、Kaibuchi Kozo
    • 雑誌名

      Journal of Neurochemistry

      巻: 160 号: 3 ページ: 325-341

    • DOI

      10.1111/jnc.15555

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] KANPHOS: A Database of Kinase-Associated Neural Protein Phosphorylation in the Brain2021

    • 著者名/発表者名
      Ahammad Rijwan Uddin、Nishioka Tomoki、Yoshimoto Junichiro、Kannon Takayuki、Amano Mutsuki、Funahashi Yasuhiro、Tsuboi Daisuke、Faruk Md. Omar、Yamahashi Yukie、Yamada Kiyofumi、Nagai Taku、Kaibuchi Kozo
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 11 号: 1 ページ: 47-47

    • DOI

      10.3390/cells11010047

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Accumbal D2R-medium spiny neurons regulate aversive behaviors through PKA-Rap1 pathway.2020

    • 著者名/発表者名
      Lin, Y-H., Yamahashi, Y., Kuroda, K., Faruk M. O., Zhang, X., Yamada, K., Yamanaka, A., Nagai, T., Kaibuchi, K.
    • 雑誌名

      Neurocham. Int.

      巻: 143 ページ: 104935-104935

    • DOI

      10.1016/j.neuint.2020.104935

    • 関連する報告書
      2020 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] Comprehensive analysis of kinase-oriented phospho-signalling pathways2018

    • 著者名/発表者名
      Amano Mutsuki、Nishioka Tomoki、Tsuboi Daisuke、Kuroda Keisuke、Funahashi Yasuhiro、Yamahashi Yukie、Kaibuchi Kozo
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 165 号: 4 ページ: 301-307

    • DOI

      10.1093/jb/mvy115

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 忌避学習に至るアセチルコリンシグナル伝達の解明2021

    • 著者名/発表者名
      山橋 幸恵
    • 学会等名
      2021年度若手支援技術講習会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Acetylcholine signaling in D2R-MSN neurons and its stimulation of aversive learning2021

    • 著者名/発表者名
      Yamahashi Y., Lin Y.H., Iwanaga S., Kawashima T., Tokumoto Y., Faruk O., Zhang X., Nagai T., Tsuboi D., Kaibuchi K.
    • 学会等名
      第64回日本神経化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 忌避学習に至るアセチルコリンシグナル伝達の解明2021

    • 著者名/発表者名
      山橋 幸恵、張 心健、永井 拓、坪井 大輔、貝淵弘三
    • 学会等名
      第53回藤田学園医学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Acetylcholine signaling in D2R-MSN neurons and its stimulation of aversive learning2020

    • 著者名/発表者名
      Yukie Yamahashi, You-Shin Lin, Sho Iwanaga, Tomohiro Kawashima, Yuya Tokumoto, Omar Faruk, Xijian Zhang, Taku Nagai, Daisuke Tsuboi, Kozo Kaibuchi
    • 学会等名
      総合医科学研究所・研究成果発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 忌避行動・学習に至る側坐核内のアセチルコリンの作用機序2019

    • 著者名/発表者名
      山橋幸恵、岩永渉、徳元友哉、林祐新、張心健、永井拓、坪井大輔、貝淵弘三
    • 学会等名
      Neuro2019 第42回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 嫌悪刺激によるドーパミン放出の抑制が側坐核D2R-中型有棘神経細胞内のPKA-Rap1経路を活性化する2019

    • 著者名/発表者名
      林祐新、永井拓、山橋幸恵、黒田啓介、貝淵弘三
    • 学会等名
      Neuro2019 第42回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 忌避行動・学習に至る側坐核内のアセチルコリンの作用機序2019

    • 著者名/発表者名
      山橋幸恵、岩永渉、徳元友哉、林祐新、張心健、永井拓、坪井大輔、貝淵弘三
    • 学会等名
      第34回 日本大脳基底核研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 側坐核D2R-中型有棘神経細胞内におけるアデノシン-A2AR-PKA-Rap1経路が忌避行動を制御する2019

    • 著者名/発表者名
      林祐新、永井拓、山橋幸恵、黒田啓介、貝淵弘三
    • 学会等名
      第9回 名古屋大学医学系研究科・生理研究所合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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