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記憶遷移を担う神経回路ダイナミクスの神経ペプチドによる修飾メカニズム

公募研究

研究領域神経回路センサスに基づく適応機能の構築と遷移バイオメカニズム
研究課題/領域番号 22H05485
研究種目

学術変革領域研究(A)

配分区分補助金
審査区分 学術変革領域研究区分(Ⅲ)
研究機関千葉大学

研究代表者

殿城 亜矢子  千葉大学, 大学院薬学研究院, 准教授 (90645425)

研究期間 (年度) 2022-06-16 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワード神経ペプチド / ショウジョウバエ / 記憶 / 老化 / 栄養 / 学習 / Dh31
研究開始時の研究の概要

学習・記憶能は、加齢に伴い低下する。その原因として、神経ペプチドが加齢に伴い変化し、記憶低下の原因となることが示唆されている。しかし、記憶形成に関与する神経ペプチドが記憶能を支える神経回路にどの様に組み込まれているか、また神経ペプチドと加齢性記憶障害との関与については不明な点が多い。本研究はショウジョウバエの嗅覚記憶系を用いて、行動遺伝学や生体カルシウムイメージング手法、単一細胞群トランスクリプトーム解析を組み合わせることで、神経ペプチドが学習・記憶機能を制御する神経基盤・分子機構を明らかにする。さらに、神経ペプチドの加齢性変化が記憶に与える影響を明らかにする。

研究実績の概要

動物は、危険な状況を学習・記憶し、生き抜く能力をもつ。この様な動物の適応行動に必要な学習・記憶能は、加齢に伴い低下する。その原因として、神経ペプチドが加齢に伴い変化し、記憶低下の原因となることが示唆されている。しかし、記憶形成に関与する神経ペプチドが学習・記憶能を支える神経回路にどの様に組み込まれているか、また神経ペプチドと加齢性記憶障害との関与については不明な点が多い。学習記憶能を支える適応回路が明らかとなっているショウジョウバエの嗅覚連合学習系を用いて、行動遺伝学やトランスクリプトーム解析を組み合わせることで、神経ペプチドが学習・記憶機能を制御する神経基盤・分子機構を明らかにすることを目指してきた。
これまでに体系的スクリーニングにより記憶に関与することが示唆された神経ペプチドについて解析を進めてきた。今年度は新たに神経ペプチドAとその受容体が記憶の維持に必要であること、また受容体が特定のドーパミン神経細胞群で発現することが記憶の維持に必要であることをショウジョウバエ嗅覚連合学習系を用いて明らかにした。また神経ペプチドAの変異体個体では、神経シナプス関連因子の発現量が顕著に低下することから、神経ペプチドAがシナプス形成に関与している可能性が考えられる。さらに、老化や食餌内の栄養によって神経ペプチドAあるいは受容体の発現量が変化することが明らかとなった。それらが老化による記憶障害や栄養による記憶制御にそれぞれ関与している可能性が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Small-molecule screening in aged<i>Drosophila</i>identifies mGluR as a regulator of age-related sleep impairment2023

    • 著者名/発表者名
      Hou Xue、Hayashi Reina、Itoh Motoyuki、Tonoki Ayako
    • 雑誌名

      Sleep

      巻: - 号: 5

    • DOI

      10.1093/sleep/zsad018

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neuropeptide diuretic hormone 31 mediates memory and sleep via distinct neural pathways in Drosophila2023

    • 著者名/発表者名
      Lyu Sizhe、Terao Noritaka、Nakashima Hirofumi、Itoh Motoyuki、Tonoki Ayako
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 192 ページ: 11-25

    • DOI

      10.1016/j.neures.2023.02.003

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biology of cognitive aging across species2023

    • 著者名/発表者名
      Kakizawa Sho、Park Joong‐Jean、Tonoki Ayako
    • 雑誌名

      Geriatrics & Gerontology International

      巻: 24 号: S1 ページ: 15-24

    • DOI

      10.1111/ggi.14782

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nitric oxide‐soluble guanylyl cyclase pathway as a contributor to age‐related memory impairment in <i>Drosophila</i>2022

    • 著者名/発表者名
      Tonoki Ayako、Nagai Saki、Yu Zhihua、Yue Tong、Lyu Sizhe、Hou Xue、Onuki Kotomi、Yabana Kaho、Takahashi Hiroki、Itoh Motoyuki
    • 雑誌名

      Aging Cell

      巻: 21 号: 9

    • DOI

      10.1111/acel.13691

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The guppy (Poecilia reticulata) is a useful model for analyzing age-dependent changes in metabolism, motor function, and gene expression2022

    • 著者名/発表者名
      Imai Moeno、Mizoguchi Takamasa、Wang Meng、Li Yingyi、Hasegawa Yoshinori、Tonoki Ayako、Itoh Motoyuki
    • 雑誌名

      Experimental Gerontology

      巻: 160 ページ: 111708-111708

    • DOI

      10.1016/j.exger.2022.111708

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] High-fat diet impairs intermediate-term memory by inhibiting autophagy process in neurons2024

    • 著者名/発表者名
      Minrui Jiang, Tong Yue, Motoyuki Itoh, Ayako Tonoki
    • 学会等名
      The Asia Pacific Drosophila Neurobiology Conference 3(APDNC3)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 栄養環境による記憶制御機構への影響2024

    • 著者名/発表者名
      殿城亜矢子
    • 学会等名
      学術変革3領域(グリアでコード・臨界期生物学・適応回路センサス)合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Impact of aging and dietary nutrients on memory formation in Drosophila as a model organism2023

    • 著者名/発表者名
      Ayako Tonoki
    • 学会等名
      IAGGーAOR 2023 国際老年学会 アジアオセアニア regional conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-fat diet impairs intermediate-term memory by inhibiting autophagy process in neurons2023

    • 著者名/発表者名
      Minrui Jiang, Tong Yue, Kotomi Onuki, Motoyuki Itoh, Ayako Tonoki
    • 学会等名
      第46回 日本基礎老化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] FMRFamide Regulates Memory by Targeting Dopaminergic Neurons in Drosophila2023

    • 著者名/発表者名
      Zihao Gao, Suzuna Kimura, Sizhe Lyu, Hirofumi Nakashima, Motoyuki Itoh, Ayako Tonoki
    • 学会等名
      第46回 日本基礎老化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子発現解析による高脂肪食過食ゼブラフィッシュモデルを用いた耐糖能維持機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      小西 尚子、石井 謙介、櫻田 優美、叶 昊璋、梶原 理希、 殿城 亜矢子、溝口 貴正、伊藤 素行
    • 学会等名
      第67回日本薬学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 老化による記憶低下への自然免疫系の関与2023

    • 著者名/発表者名
      柳原 碧、星 桃子、小貫 ことみ、伊藤 素行、殿城 亜矢子
    • 学会等名
      第67回日本薬学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 一酸化窒素の加齢性記憶障害との関与2023

    • 著者名/発表者名
      殿城亜矢子
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゼブラフィッシュにおける加齢に伴う学習記憶能の低下と網羅的な遺伝子発現解析2023

    • 著者名/発表者名
      牛膓 桃花、今井 萌乃、長谷川 嘉則、溝口 貴正、殿城 亜矢子、伊藤 素行
    • 学会等名
      第9回ゼブラフィッシュ・メダカ創薬研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] High-Fat-Diet impairs intermediate-term memory via suppression of neuronal autophagy2023

    • 著者名/発表者名
      Tong Yue, Minrui Jiang, Kotomi Onuki, Aoi Yanagihara, Motoyuki Itoh, Ayako Tonoki
    • 学会等名
      第46回分子生物学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 組織間相互作用を介した加齢性記憶障害2023

    • 著者名/発表者名
      殿城亜矢子
    • 学会等名
      第46回分子生物学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] High-fat-diet impairs intermediate-term memory through decreased autophagy in neurons2023

    • 著者名/発表者名
      Tong Yue, Kotomi Onuki, Aoi Yanagihara, Minrui Jiang, Motoyuki Itoh, Ayako Tonoki
    • 学会等名
      3rd CRI-CGI-Chiba Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of aging and dietary nutrients on memory formation using model animals2022

    • 著者名/発表者名
      2.Ayako Tonoki1*; Tong Yue2; Kotomi Onuki2, Aoi Yanagihara2, Jiang Minrui2, Motoyuki Itoh2
    • 学会等名
      11th NAPA 2022-international conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Small-molecule screening demonstrates that mGluR regulates age-related sleep loss2022

    • 著者名/発表者名
      Xue Hou 1、Reina Hayashi2、Motoyuki Itoh 1、Ayako Tonoki 1
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 代謝変化を介した記憶低下における自然免疫系の関与2022

    • 著者名/発表者名
      Kotomi Onuki 1, Tong Yue 1, Aoi Yanagihara 2, Kaho Yabana 2, Motoyuki Itoh 1, Ayako Tonoki
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Nitric oxide-soluble guanylyl cyclase pathway contributes to age-related memory impairment in Drosophila2022

    • 著者名/発表者名
      Ayako Tonoki1, Saki Nagai1, Zhihua Yu1, Yue Tong1, Sizhe Lyu1, Xue Hou1, Kotomi Onuki1, Kaho Yabana1, Hiroki Takahashi2, Motoyuki Itoh
    • 学会等名
      第15回 日本ショウジョウバエ研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] High-fat-diet impairs intermediate-term memory through decreased autophagy in neurons2022

    • 著者名/発表者名
      Tong Yue, Kotomi Onuki, Aoi Yanagihara, Minrui Jiang, Motoyuki Itoh, Ayako Tonoki
    • 学会等名
      第15回 日本ショウジョウバエ研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Neuropeptide Dh31 regulates sleep homeostasis and memory formation2022

    • 著者名/発表者名
      Sizhe Lyu, Hirofumi Nakashima, Noritaka Terao, Motoyuki Itoh, Ayako Tonoki
    • 学会等名
      第15回 日本ショウジョウバエ研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 千葉大学大学院薬学研究院生化学研究室ホームページ

    • URL

      https://sites.google.com/faculty.gs.chiba-u.jp/pharm-biochem

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-06-20   更新日: 2024-12-25  

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