学習時を境として時間的両方向性に記憶痕跡細胞の活性と変遷を追う新規技術の構築

• 研究課題/領域番号: 26640008
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 大川 宜昭 富山大学, 大学院医学薬学研究部(医学), 講師 (80416651)
• 連携研究者: 井ノ口 馨 富山大学, 大学院医学薬学研究部(医学), 教授 (20318827)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: Ca2+イメージング / 学習 / 記憶 / 記憶痕跡細胞 / 神経活動 / 遺伝子発現 / レンチウイルス / 記憶痕跡

研究成果の概要

本課題では、学習時と学習前・後の神経細胞活動の経時的観察と、学習後に活動依存的な遺伝子発現を示し記憶を獲得した細胞（記憶痕跡細胞）の同定を、同一個体内で両立できる新規技術の構築を目的とした。
内視鏡用GRINレンズの慢性設置による超小型蛍光顕微鏡での海馬神経細胞の蛍光イメージング法を確立し、遺伝子改変マウスにおいて、～400個の神経細胞のCa2+動態を指標とした活動様式の観察と、蛍光タンパク質を発現誘導した記憶痕跡細胞の同定を自由行動下で両立することに成功した。
この独自技術は、記憶痕跡細胞に特有の学習前・学習時・学習後の活動様式の特性や変化を、それ以外の細胞と比較検討することを可能にする。

研究成果

• [雑誌論文] 記憶痕跡とメモリーアロケーション (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐野良威、大川 宜昭、鈴木章円、井ノ口 馨
  • 雑誌名: 医学書院・生体の科学 特集：記憶ふたたび 巻: 67 ページ: 22-26
• [雑誌論文] Artificial association of pre-stored information to generate a qualitatively new memory (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohkawa N, Saitoh Y, Suzuki A, Tsujimura S, Murayama E, Kosugi S, Nishizono H, Matsuo M, Takahashi Y, Nagase M, Sugimura YK, Watabe AM, Kato F, Inokuchi K
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 11 号: 2 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2015.03.017
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Targeting of ribosomal protein S6 to dendritic spines by in vivo high frequency stimulation to induce long-term potentiation in the dentate gyrus (2015)
  • 著者名/発表者名: Nihonmatsu I., Ohkawa N., Saitoh Y. and Inokuchi K.
  • 雑誌名: Biology Open 巻: 4 号: 11 ページ: 1387-1394
  • DOI: 10.1242/bio.013243
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] オプトジェネティクスによる記憶の操作 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大川宜昭，井ノ口馨
  • 雑誌名: 羊土社・実験医学 特集：オプトジェネティクス・細胞・組織・個体を光で操作する 巻: 33 ページ: 3065-3069
• [学会発表] Generating an artificial CS-US associative memory by manipulation of parietal association cortex. (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki A., Kosugi-Ushijima S., Ohkawa N., Matsuo M., Nishizono H., and Inokuchi K.
  • 学会等名: Neuroscience 2015, Annual Meeting of Society for Neuroscience, 2015.
  • 発表場所: Chicago., USA.
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Enhancing memory destabilization through protein degradation induction. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shehata M., Zhao Q., Abdou K., Okubo-Suzuki R., Saitoh Y., Kitamura T., Nishizono H., Matsuo M., Ohkawa N., and Inokuchi K.
  • 学会等名: Neuroscience 2015, Annual Meeting of Society for Neuroscience, 2015.
  • 発表場所: Chicago., USA.
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Overlapping in two cellular ensembles in the hippocampal CA1 region is important for behavioral tagging. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nomoto M., Ohkawa N., Nishizono H., Matsuo M., Yokose J., Takahashi Y., Nagase M., Suzuki A., Watabe A.M., Kato F., and Inokuchi K.
  • 学会等名: Neuroscience 2015, Annual Meeting of Society for Neuroscience, 2015.
  • 発表場所: Chicago., USA.
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Synergistic activity during retrieval of neuronal ensembles between two distinct memory traces generates cross-modal linkage. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yokose J., Nomoto M., Okubo-Suzuki R., Ohkawa N., Nishizono H., Matsuo M., Suzuki A., Takahashi Y., Nagase M., Watabe A.M., Kato F., and Inokuchi K.
  • 学会等名: Neuroscience 2015, Annual Meeting of Society for Neuroscience, 2015.
  • 発表場所: Chicago., USA.
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Adult neurogenesis modulates the hippocampal learning capacity. (2015)
  • 著者名/発表者名: Alam M., Kitamura T., Saitoh Y., Ohkawa N., Kondo T., and Inokuchi K.
  • 学会等名: Neuroscience 2015, Annual Meeting of Society for Neuroscience, 2015.
  • 発表場所: Chicago., USA.
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Artificial association of pre-stored information in hippocampus and amygdala． (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohkawa N., Saitoh Y., Suzuki A., Tsujimura S., Murayama E., Kosugi S., Nishizono H., Matsuo M., Takahashi Y., Nagase M., Sugimura Y.K., Watabe A.M., Kato F., Inokuchi K.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] Parietal association cortex regulates CS-US association of contextual fear memory. (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki A., Kosugi S., Ohkawa N., Nishizono H., Inokuchi K.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] Overlapping in two cellular ensembles in the hippocampal CA1 region is required for behavioral tagging. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nomoto M., Yokose J., Takahashi Y., Nagase M., Suzuki A., Ohkawa N., Nishizono H., Watabe A.M., Kato F., Inokuchi K.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] Synergistic activity between distinct neuronal ensembles creates the association of memory. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yokose J., Nomoto M., Okubo-Suzuki R., Takahashi Y., Nagase M., Suzuki A., Ohkawa N., Nishizono H., Watabe A.M., Kato F., Inokuchi K.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] Adult neurogenesis modulates the hippocampal learning capacity. (2015)
  • 著者名/発表者名: Jahangir A.M., Kitamura T., Saitoh Y., Ohkawa N., Kondo T., Inokuchi K.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] Automatic detection system of cell shape and spike timing for calcium imaging data using iterative sequential quadratic programing． (2015)
  • 著者名/発表者名: Takekawa T., Sato M., Ohkawa N., Inokuchi K., Hayashi Y., Fukai T.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] Artificial association of information residing in hippocampus and amygdala. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohkawa N., Saitoh Y., Suzuki A., Tsujimura S., Murayama E., Nishizono H., Matsuo M., Takahashi Y., Nagase M., Sugimura Y.K., Watabe A.M., Kato F., and Inokuchi K.
  • 学会等名: Neuroscience 2014, Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington, D.C.
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [学会発表] Artificial association of information residing in hippocampus and amygdala. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohkawa N., Saitoh Y., Suzuki A., Tsujimura S., Murayama E., Nishizono H., Matsuo M., Takahashi Y., Nagase M., Sugimura Y.K., Watabe A.M., Kato F., and Inokuchi K.
  • 学会等名: 13th Annual MCCS meeting in Washington, D.C.
  • 発表場所: Washington, D.C.
  • 年月日: 2014-11-13 – 2014-11-14
• [学会発表] 異なるセルアンサンブルの光遺伝学的活性化による連合記憶の人工的創出． (2014)
  • 著者名/発表者名: 大川宜昭，斎藤喜人，鈴木章円，辻村周平，村山絵美，西園啓文，松尾美奈，高橋由香里，長瀬将志，杉村弥恵，渡部文子，加藤総夫，井ノ口馨
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [図書] 記憶のダイナミクスとそのメカニズム，リハビリテーションのためのニューロサイエンス 脳科学からみる機能回復 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大川 宜昭, 浦川 将
  • 総ページ数: 279
  • 出版者: メジカルビュー社
• [備考] 富山大学大学院医学薬学研究部（医学）生化学講座
  • URL: http://www.med.u-toyama.ac.jp/bmb/index-j.html
• [備考] 共同発表：異なる古い記憶を人為的に組み合わせ、新しい記憶を作り出すことに成功・JST・富山大学
  • URL: http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150403/
• [備考] DEPARTMENT OF BIOCHEMISTRY INOKUCHI LAB.
  • URL: http://www.med.u-toyama.ac.jp/bmb/index-j.html