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機能的回路多重標識と転写産物プロファイリングによる脳多領野記憶痕跡モデルの検証

公募研究

研究領域脳情報動態を規定する多領野連関と並列処理
研究課題/領域番号 18H05127
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関鹿児島大学

研究代表者

奥野 浩行  鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (80272417)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード活動依存的遺伝子発現 / 記憶 / 多領野 / 長期記憶 / 遺伝子発現 / 海馬 / 大脳皮質 / 多領野相互作用 / 記憶痕跡 / Arc / 多領域
研究実績の概要

学習時に活性化されて記憶痕跡となる神経細胞は海馬や前頭皮質、頭頂皮質、扁桃体など複数の大脳領野に並列的に存在するが、それらによって構成される神経ネットワークの領野間相互作用の原理や記憶の維持・更新に果たす役割は依然として不明である。本研究では、新たに活動依存的遺伝子発現系と薬剤依存的遺伝子制御系を組み合わせることにより、マウスにおいてエングラム細胞を自在に標識するシステムを構築し、1か月以上持続するような長い記憶に関与するエングラム細胞の多領域間相互作用様式、および、その遷移過程を明らかにすることを目的とする。前初期遺伝子Arcは記憶と関連する神経活動と良く相関した発現を示す。本年度は昨年までに作成したArc遺伝子のプロモーター下に薬剤依存的リコンビナーゼを配置したトラスジェニックマウスとリコンビナーゼ依存的レポーターマウスとを掛け合わせた2重トランスジェニックマウスを用いてCA1領域および前頭葉における記憶想起関連神経細胞の再活性化様式を解析した。また、解析感度や効率を上げるため、新しい薬剤依存的なレポーター発現システム構築を行った。さらに1ヶ月以上持続した長期記憶を想起した際に海馬で活性化した細胞の活動を抑制したところ記憶想起に干渉することが明らかになった。並行して、海馬のCA1領域および歯状回領域における活性化神経細胞のRNA-Seq遺伝子発現の時間的変化をベイズ推定解析法を用いて解析したところ特徴的な時間推移を示す複数の遺伝子クラスターを得た。現在、これらの結果をまとめた論文を投稿準備中である。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] Stanford University/University of Arizona/TGen(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Max Planck Institute(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] GABAergic neurons in the olfactory cortex projecting to the lateral hypothalamus in mice2019

    • 著者名/発表者名
      Murata K, Kinoshita T, Fukazawa Y, Kobayashi K, Kobayashi K, Miyamichi K, Okuno H, Bito H, Sakurai Y, Yamaguchi M, Mori K, Manabe H
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 9 号: 1 ページ: 7132-7132

    • DOI

      10.1038/s41598-019-43580-1

    • NAID

      120006862679

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Perturbed expression pattern of the immediate early gene Arc in the dentate gyrus of GluA1 C‐terminal palmitoylation‐deficient mice2018

    • 著者名/発表者名
      Itoh Masayuki、Okuno Hiroyuki、Yamada Daisuke、Yamashita Mariko、Abe Manabu、Natsume Rie、Kaizuka Toshie、Sakimura Kenji、Hoshino Mikio、Mishina Masayoshi、Wada Keiji、Sekiguchi Masayuki、Hayashi Takashi
    • 雑誌名

      Neuropsychopharmacology Reports

      巻: 39 号: 1 ページ: 61-66

    • DOI

      10.1002/npr2.12044

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Long-term consolidation of ensemble neural plasticity patterns in hippocampal area CA1.2018

    • 著者名/発表者名
      Attardo A, Lu J, Kawashima T, Okuno H, Fitzgerald JE, Bito H, Schnitzer MJ.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 25 号: 3 ページ: 640-650

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2018.09.064

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Seizure-Induced Arc mRNA Expression Thresholds in Rat Hippocampus and Perirhinal Cortex2018

    • 著者名/発表者名
      Chawla Monica K.、Gray Daniel T.、Nguyen Christie、Dhaliwal Harshaan、Zempare Marc、Okuno Hiroyuki、Huentelman Matthew J.、Barnes Carol A.
    • 雑誌名

      Frontiers in Systems Neuroscience

      巻: 12 ページ: 53-53

    • DOI

      10.3389/fnsys.2018.00053

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Arc deficiency causes impairment in memory precision and cognitive switching.2019

    • 著者名/発表者名
      Okuno H
    • 学会等名
      第42回日本神経科学学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of stress responsive neurons by single-cell RNA-seq2019

    • 著者名/発表者名
      田沼 将人、笠井 淳司、奥野 浩行 、山浦 港生、丹生 光咲、勢力 薫、中澤 敬信、山口 瞬、橋本 均
    • 学会等名
      第42回日本神経科学学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Immediate-early gene mapping of neuronal activity related to intraoperative stresses under inhalation anesthesia2019

    • 著者名/発表者名
      大江 将軍、長谷川 麻衣子、向原 桂香、中原 真由美、上村 裕一、奥野 浩行
    • 学会等名
      第42回日本神経科学学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Contribution of dentate gyrus granule cells to remote memory retrieval revealed by novel Arc-based labeling methods2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Okuno
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Memory-related activity-regulated transcripts revealed by single cell RNASeq analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Okuno
    • 学会等名
      第61回日本神経化学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Specification of a remote memory cell ensemble during cortical tagging2018

    • 著者名/発表者名
      Kim R, Kondo Y, Kawashima T, Inoue M, Ishii Y, Inokuchi K, Sakai K, Nonaka M, Sakamoto H, Okuno H, Bito H.
    • 学会等名
      Soc for Neurosci Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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