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ストレス回避学習の分子メカニズム:アセチルコリンが強化する海馬シナプスの可塑性

研究課題

研究課題/領域番号 25460314
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 環境生理学(含体力医学・栄養生理学)
研究機関山口大学

研究代表者

美津島 大  山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70264603)

連携研究者 木田 裕之  山口大学, 大学院医学系研究科, 助教 (70432739)
石川 淳子  山口大学, 大学院医学系研究科, 助教 (30570808)
﨑本 裕也  山口大学, 大学院医学系研究科, 助教 (40634390)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードストレス / 学習・記憶 / AMPA受容体 / GABAA受容体 / シナプス可塑性 / パッチクランプ法 / 回避学習 / グルタミン酸 / GABA / アセチルコリン / エントロピー / 学習 / エピソード記憶
研究成果の概要

急性ストレスは、海馬内に強いエピソード記憶を形成し、個体は回避行動に役立てている。 ラットを用いてストレス回避学習を行うと、海馬CA1ニューロンに対する興奮性シナプスのみならず、抑制性シナプスの可塑性も高まる結果、多様な入力特性が保持されることを発見した。また、このシナプス多様性は学習の成立に必要であり、シナプス多様性の形成を薬物で阻止すると学習が成立しないことが判明した。回避学習の5分後にはシナプスの多様化が成立し、左右両側で見られた。さらに、この多様性をエントロピー解析すると、シナプスが持つ情報量(自己エントロピー)は、全CA1領域で大5.6×1000000 bitに及ぶことも判明した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 5件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Motor training promotes both synaptic and intrinsic plasticity of layer II/III pyramidal neurons in the primary motor cortex.2016

    • 著者名/発表者名
      Kida H, Tsuda Y, Ito N, Yamamoto Y, Owada Y, Kamiya Y, Mitsushima D.
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: in press 号: 8 ページ: 3494-507

    • DOI

      10.1093/cercor/bhw134

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Astrocyte-expressed FABP7 regulates dendritic morphology and excitatory synaptic function of cortical neurons.2016

    • 著者名/発表者名
      Ebrahimi M, Yamamoto Y, Sharifi K, Kida H, Kagawa Y, Yasumoto Y, Islam A, Miyazaki H, Shimamoto C, Maekawa M, Mitsushima D, Yoshikawa T, Owada Y.
    • 雑誌名

      Glia

      巻: 64(1) 号: 1 ページ: 48-62

    • DOI

      10.1002/glia.22902

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stoichiometry and phosphoisotypes of hippocampal AMPA-type glutamate receptor phosphorylation.2015

    • 著者名/発表者名
      Hosokawa T, Mitsushima D, Kaneko R, Hayashi Y.
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 85(1) 号: 1 ページ: 60-7

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2014.11.026

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Contextual learning requires functional diversity at excitatory and inhibitory synapses onto CA1 pyramidal neurons.2015

    • 著者名/発表者名
      Mitsushima D.
    • 雑誌名

      AIMS Neuroscience

      巻: 2 ページ: 7-17

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Developmental trajectory of contextual learning and 24-h acetylcholine release in the hippocampus.2014

    • 著者名/発表者名
      Takase K, Sakimoto Y, Kimura F, Mitsushima D.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 4 号: 1 ページ: 3738-3738

    • DOI

      10.1038/srep03738

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An enriched rearing environment calms adult male rat sexual activity: implication for distinct serotonergic and hormonal responses to females.2014

    • 著者名/発表者名
      Urakawa S, Mitsushima D, Shimozuru M, Sakuma Y, Kondo Y.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 9

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A cholinergic trigger drives learning-induced plasticity at hippocampal synapses.2013

    • 著者名/発表者名
      Mitsushima D, Sano A, Takahashi T.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 4 号: 1 ページ: 2760-2760

    • DOI

      10.1038/ncomms3760

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phasic synaptic incorporation of GluR2-lacking AMPA receptors at gonadotropin-releasing hormone neurons is involved in the generation of the luteinizing hormone surge in female rats.2013

    • 著者名/発表者名
      Tada H, Kuroki Y, Funabashi T, Kamiya Y, Goto T, Suyama K, Sano A, Mitsushima D, Etgen AM, Takahashi T.
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 248 ページ: 664-669

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of volatile anesthetics on the circadian rhythms of rat hippocampal acetylcholine release and locomotor activity.2013

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi T, Tan H, Mihara T, Uchimoto K, Mitsushima D, Takase K, Morita S, Goto T, Andoh T, Kamiya Y.
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 237 ページ: 151-160

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Real-time change of neuronal activity in the hippocampal CA1 before, during, and after the exposure to emotional episodes: spontaneous high frequent firing and following ripple diversity2016

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa J, Mitsushima D.
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      北海道札幌市札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Rapid synaptic plasticity within 5 min: experienced episode increases diversity of excitatory and inhibitory synapses in the hippocampal CA12016

    • 著者名/発表者名
      Sakimoto Y, Mitsushima D.
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      北海道札幌市札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Motor training promotes both synaptic and intrinsic plasticity of layer II/III neurons in the primary motor cortex.2016

    • 著者名/発表者名
      Kida H, Tsuda Y, Yamamoto Y, Ito N, Owada Y, Mitsushima D.
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      北海道札幌市札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Real-time change of neural activity in the hippocampal CA1 and medial prefrontal cortex before, during, and after the exposure to a specific episode2015

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa J, Mitsushima D.
    • 学会等名
      日本生理学会
    • 発表場所
      神戸市(神戸国際会議場・展示場)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Learning-dependent synaptic plasticity at CA1 synapses: laterality and a possible location of contextual memory in the hippocampus.2014

    • 著者名/発表者名
      Mizuno J, Sakimoto Y, Kida H, Ono Y, Kamiya Y, Mitsushima D.
    • 学会等名
      北米神経科学大会
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2014-11-15 – 2014-11-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Learning-dependent synaptic diversity in hippocampal CA1 neurons: encoding of context but not retrieval induces rapid plasticity at excitatory and inhibitory synapses.2014

    • 著者名/発表者名
      Sakimoto Y, Mitsushima D.
    • 学会等名
      北米神経科学大会
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2014-11-15 – 2014-11-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 海馬CA1シナプスの多様化とエピソード記憶のメカニズム2014

    • 著者名/発表者名
      美津島 大
    • 学会等名
      海馬と高次脳機能学会
    • 発表場所
      金沢市(金沢湯涌創作の森)
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Learning-dependent synaptic plasticity at CA1 synapses: laterality and a possible location of contextual memory in the hippocampus2014

    • 著者名/発表者名
      Mizuno J, Sakimoto Y, Kida H, Ono Y, Kamiya Y, Mitsushima D.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Motor training changes the properties of layers II/III neurons in the primary motor cortex and glutamatergic synaptic plasticity2014

    • 著者名/発表者名
      Kida H, Tsuda Y, Yamamoto Y, Owada Y, Mitsushima D.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Learning-dependent synaptic diversity in hippocampal CA1 neurons: encoding of context but not retrieval induces rapid plasticity at excitatory and inhibitory synapses2014

    • 著者名/発表者名
      Sakimoto Y, Mitsushima D.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 海馬CA1シナプスの多様化とエピソード記憶のメカニズム2014

    • 著者名/発表者名
      美津島 大
    • 学会等名
      海馬と高次脳機能学会
    • 発表場所
      金沢市(湯涌創作の森 交流研修棟)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 海馬シナプスの多様化と脳内への記銘メカニズム2014

    • 著者名/発表者名
      美津島 大
    • 学会等名
      時間学セミナー
    • 発表場所
      宇部市(山口大学医学部 霜仁会館)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A possible location of contextual memory: CA1 subfield and laterality of learning-dependent synaptic delivery of AMPA receptors2013

    • 著者名/発表者名
      Mizuno J, Mitsushima D.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 発表場所
      San Diego, CA, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] エピソード記憶のメカニズム:アセチルコリンと海馬シナプス可塑性2013

    • 著者名/発表者名
      美津島 大
    • 学会等名
      山口県医師会生涯研究セミナー
    • 発表場所
      山口市(山口県総合保健会館 多目的ホール)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 海馬アセチルコリンが誘起する、シナプス可塑性の多様化と記憶形成2013

    • 著者名/発表者名
      美津島 大
    • 学会等名
      山口県Neuroscience研究会
    • 発表場所
      宇部市(山口大学医学部 霜仁会館)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 日本生理学会サイエンストピックス

    • URL

      http://physiology.jp/exec/page/stopics88/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] The Physiological Society of JAPAN

    • URL

      http://int.physiology.jp/en/4949/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 日本神経科学学会 神経科学トピックス

    • URL

      http://www.jnss.org/131206-01/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 脳の海馬内で起こる学習のメカニズムを解明、認知症の新薬開発に期待

    • URL

      http://www.yamaguchi-u.ac.jp/topics/2013/_3105.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 山口大 海馬内で起こる学習メカニズムを解明

    • URL

      http://www.qlifepro.com/news/20140109/learning-mechanism-occurs-in-the-hippocampus-expect-dementia-drug-development.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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