ゆらぎ原理にしたがう長期シナプス可塑性

• 研究課題/領域番号: 24650207
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 神経・筋肉生理学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 小倉 明彦 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (30260631)
• 研究分担者: 冨永 恵子 (吉野 恵子 / 冨永 恵子(吉野恵子)) 大阪大学, 大学院生命機能研究科, 准教授 (60256196)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: シナプス可塑性 / シナプス新生 / シナプス廃止 / ゆらぎ / 脳切片培養 / 記憶固定 / 構造可塑性

研究概要

申請者が記憶の固定過程のモデル実験系と提唱する「繰返しLTP誘発後のシナプス新生」と「繰返しLTD誘発後のシナプス廃止」について、その進行過程を、同一細胞の同一部位を経時的に観測することで解析した。その結果、シナプスは常時新規伸出と退縮を行う「ゆらぎ」状態にあるが、シナプス新生はまず「ゆらぎの増大」期、ついで「ゆらぎのバイアス（伸出率＞退縮率）」期を経て、確率論的に進行することがわかった。しかし、シナプス廃止は「ゆらぎの増大」期を経ることなく、刺激後直ちに「ゆらぎのバイアス（伸出率＜退縮率）」期に入った。様々な点で鏡像的な性質をもつシナプス新生と廃止は、途中過程の点では鏡像的ではなかった。

研究成果

• [雑誌論文] 記憶固定の細胞生物学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小倉明彦,冨永恵子
  • 雑誌名: 科学 巻: 83 ページ: 256-262
• [雑誌論文] 記憶固定機構の細胞生物学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小倉明彦、冨永(吉野)恵子
  • 雑誌名: 科学 巻: 84 ページ: 256-262
• [雑誌論文] Dendritic spine dynamics in synaptogenesis after repeated LTP inductions : Dependence on pre-existing spine density (2013)
  • 著者名/発表者名: Oe Y, Tominaga-Yoshino K, Hasegawa S, Ogura A
  • 雑誌名: Sci. Rep 巻: 3 号: 1 ページ: 1957-1957
  • DOI: 10.1038/srep01957
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of TrkBand p75NTR-signaling pathways in two contrasting forms of long-lasting synaptic plasticity (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakuragi S, Tominaga-Yoshino K, Ogura A
  • 雑誌名: Sci. Rep 巻: 3 号: 1 ページ: 3158-3158
  • DOI: 10.1038/srep03158
  • 査読あり
• [雑誌論文] 長期記憶の細胞機構解明を目指して (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨永恵子,小倉明彦
  • 雑誌名: 日薬理誌 巻: 142 ページ: 122-127
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of TrkB- and p75NTR-signaling pathways in two contrasting forms of long-lasting synaptic plasticity (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakuragi, S., Tominaga-Yoshino, K. & Ogura, A.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 号: 1
  • DOI: 10.1038/srep03185
  • 査読あり
• [雑誌論文] 記憶固定のin vitro再現：長期記憶の細胞基盤解明をめざして. (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨永(吉野)恵子、小倉明彦
  • 雑誌名: 日本薬理学会雑誌 巻: 142 ページ: 122-127
  • 査読あり
• [雑誌論文] A simplified method to generate serotonergic neurons from mouse embryonic stem and induced pluripotent stem cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimada, T.,Takai, Y., Shinohara, K., Yamasaki, A., Tominaga-Yoshino, K., Ogura, A., Toi, A., Asano, K., Shintani, N., Hayata-Takano, A., Baba, A. & Hashimoto, H.
  • 雑誌名: J. Neurochem 巻: 122 ページ: 81-93
  • 査読あり
• [雑誌論文] A simplified Method to Generate Serotonergic Neurons from mouse Embryonic Stem and Induced Pluripotent stem cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimada T, Takai Y, Shinohara K, Yamasaki A, Tominaga-Yoshino K, Ogura A, Toi A, Asano K, Shintani N, Hayata-Takano A, Baba A, Hashimoto H
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 巻: 122 号: 1 ページ: 81-93
  • DOI: 10.1111/j.1471-4159.2012.07724.x
  • 査読あり
• [学会発表] RISE(繰り返しLTP誘発後の長期シナプス強化)の生理的意義 : 個体での検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 永岡昭吾、浦久保知佳、冨永-吉野恵子、小倉明彦
  • 学会等名: 日本生理学会
  • 発表場所: (鹿児島)
• [学会発表] 繰り返しLTD誘発後の長期持続的シナプス減弱におけるスパイン動態 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川翔、大江祐樹、冨永-吉野恵子、小倉明彦
  • 学会等名: 日本生理学会
  • 発表場所: (東京)
• [学会発表] BDNFとその前駆体分子の作用による対照的な長期可塑性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 桜木繁雄、冨永-吉野恵子、小倉明彦
  • 学会等名: 日本神経科学学会・日本神経化学会合同大会
  • 発表場所: (京都)
• [学会発表] 繰り返しLTD誘発後の長期持続性シナプス減弱での海馬錐体細胞樹状突起棘の動態 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川翔、大江祐樹、冨永-吉野恵子、小倉明彦
  • 学会等名: 日本神経科学学会・日本神経化学会合同大会
  • 発表場所: (京都)
• [学会発表] 苔状線維CA3間シナプスで繰り返し長期増強の誘発後に生起する可塑的変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 有賀理瑛、冨永-吉野恵子、小倉明彦
  • 学会等名: 日本神経科学学会・日本神経化学会合同大会
  • 発表場所: (京都)
• [学会発表] Asymmetric dendritic spine dynamics in the apparently symmetric long-lasting synaptic plasticity phenomena after repeated LTP/LTD inductions (2013)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, S., Oe, Y., Tominaga-Yoshino, K., Ogura, A.
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: (San Diego)
• [学会発表] 繰り返しLTD誘発後の長期持続的シナプス減弱(LOSS)生起時の樹状突起棘の動態 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川翔、冨永-吉野恵子、小倉明彦
  • 学会等名: 生理研研究会
  • 発表場所: (岡崎)
• [学会発表] BDNFとその前駆体分子の作用による対照的な長期シナプス可塑性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 桜木繁雄、冨永(吉野)恵子、小倉明彦
  • 学会等名: Neuro2013
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 繰り返しLTD誘発後の長期持続性シナプス減弱での海馬錐体細胞樹状突起棘の動態 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川翔、大江祐樹、冨永(吉野)恵子、小倉明彦
  • 学会等名: Neuro2013
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 苔状線維CA3間シナプスで繰り返し長期増強の誘発後に生起する可塑的変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 有賀理瑛、冨永(吉野)恵子、小倉明彦
  • 学会等名: Neuro2013
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Asymmetric dendritic spine dynamics in the apparently symmetric long-term synaptic plasticity phenomena after repeated LTP/LTD inductions. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, S., Oe, Y., Tominaga-Yoshino, K. & Ogura, A.
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] 繰り返しLTD誘発後の長期的シナプス減弱生起時の樹状突起棘の動態 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川翔、冨永(吉野）恵子、小倉明彦
  • 学会等名: 生理学研究所シナプス研究会
  • 発表場所: 岡崎
• [学会発表] Dendritic spine dynamics in the long-lasting synaptic suppression after repetitive LTD induction (2013)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa S et al.
  • 学会等名: 90th Annuak Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] 苔状線維-CA3間シナプスで繰り返し長期増強の誘発が引き起こす長期シナプス強化の可能性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 有賀理瑛、谷本浩亀、冨永-吉野恵子、小倉明彦
  • 学会等名: 日本神経化学会
  • 発表場所: (神戸)
  • 年月日: 2012-09-10
• [学会発表] 海馬培養切片での長期シナプス可塑性におけるBDNF-TrkB信号経路の関与 (2012)
  • 著者名/発表者名: 桜木繁雄、冨永-吉野恵子、小倉明彦
  • 学会等名: 日本神経科学学会
  • 発表場所: (名古屋)
• [学会発表] Involvement of the BDNF-TrkB signaling pathway in the long-lasting synaptic plasticity in hippocampal slice cultures (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakuragi, S., Tominaga-Yoshino, K., Ogura, A.
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: (New Orleans)
• [学会発表] 繰り返しLTP・LTD誘発後のシナプス新生・廃止現象とBDNF・proBDNFシグナリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 桜木繁雄、冨永-吉野恵子、小倉明彦
  • 学会等名: 生理研研究会
  • 発表場所: (岡崎)
• [学会発表] Involvement of the BDNF-TrkB signaling pathway in the long-lasting synaptic plasticity in hippocampal slice cultures (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakuragi S et al.
  • 学会等名: 35th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: Nagoya, Japan
• [学会発表] Possibility of repetitive LTP-induced synaptic plasticity in the mossy fiber-CA3 pathway (2012)
  • 著者名/発表者名: Ariga R et al.
  • 学会等名: 55th Annual Meeting of the Japanese Society for Neurochemistry
  • 発表場所: Kobe, Japan
• [学会発表] Two opposite forms of long-lastingsynaptic plasticity explained by yin-yang effects of BDNF and its precursor (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakuragi S et al.
  • 学会等名: 2012 Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: New Orleans, USA
• [学会発表] BDNF/proBDNF signaling in the repetitive LTP/LTD-induced synaptic plasticity (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakuragi S et al.
  • 学会等名: Seiriken Kenkyukai
  • 発表場所: Okazaki, Japan
  • 招待講演
• [図書] 近藤寿人編「芸術と脳」記憶と夢の仮説 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小倉明彦
  • 出版者: 大阪大学出版会
• [図書] 芸術と脳（近藤寿人編） (2013)
  • 著者名/発表者名: 小倉明彦
  • 総ページ数: 333
  • 出版者: 大阪大学出版会
• [図書] An in vitro model for analyzing the conversion of short-term to long-term memory. In"Short-Term Memory : New Research"(Eds Kalivas, G. & Petralia, S. F.) (2012)
  • 著者名/発表者名: Tominaga-Yoshino, K. & Ogura, A.
  • 出版者: Nova Science Pub., New York