幼児性健忘における歯状回成熟度の意義の解明

• 研究領域: 多様性から明らかにする記憶ダイナミズムの共通原理
• 研究課題/領域番号: 26115529
• 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
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 富山大学 (2015); 生理学研究所 (2014)
• 研究代表者: 高雄 啓三 富山大学, 研究推進機構 研究推進総合支援センター, 教授 (80420397)
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 脳科学 / 心理学 / 精神疾患 / 海馬歯状回

研究実績の概要

神経細胞には活動の強弱によりシナプス強度や神経細胞そのものの興奮性が変化する「ホメオスタティック可塑性」という現象があることが知られている。光遺伝学によって海馬歯状回の神経細胞の興奮性を操作することでホメオスタティック可塑性を引き起こすことができれば、歯状回の成熟度についても変化を引き起こすことができると考えられる。本研究は、幼児性健忘が海馬歯状回の未成熟によって引き起こされており、海馬歯状回の成熟度が記憶の安定性を決める因子であるという仮説に基づいて行った。
本年度は、光遺伝学による歯状回特異的な神経活動操作が記憶の安定性にどのような効果を及ぼすか検討した。具体的には Cre-loxPシステムを用いて光感受性タンパク質であるチャネルロドプシン２(ChR2)を歯状回特異的に発現させてマウスの歯状回に in vivo で局所的に光刺激を与え、マウスに各種の記憶課題を行わせた。海馬歯状回を局所的に光刺激したマウスでは、いくつかの行動異常を確認することができた。しかしながら、記憶の安定性については明確な結果は得られていない。使用した刺激条件では海馬歯状回の成熟度が変化することは確認しているが、記憶の安定性に影響を及ぼすには成熟度変化の度合いが少ない可能性がある。
また、本年度はアデノ随伴ウィルスベクターの接種による発現システムの立ち上げを行った。アデノ随伴ウィルスベクターの接種により光感受性タンパク質の脳内での発現を確認することができた。
今後は、これまでに得られた成果を元に海馬歯状回の成熟度と記憶の安定性についてより詳細に検討を行う。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Comprehensive behavioral analysis of RNG105 (Caprin1) heterozygous mice: Reduced social interaction and attenuated response to novelty. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ohashi R, Takao K, Miyakawa T, Shiina N
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 20775-20775
  • DOI: 10.1038/srep20775
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TRPV4 activation at the physiological temperature is a critical determinant of neuronal excitability and behavior. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shibasaki K, Sugio S, Takao K, Yamanaka A, Miyakawa T, Tominaga M, Ishizaki Y
  • 雑誌名: Pflugers Arch 巻: 467 (12) 号: 12 ページ: 2495-2507
  • DOI: 10.1007/s00424-015-1726-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Age-related changes in behavior in C57BL/6J mice from young adulthood to middle age. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shoji H, Takao K, Hattori S, Miyakawa T
  • 雑誌名: Mol Brain. 巻: 9(1) 号: 1 ページ: 11-11
  • DOI: 10.1186/s13041-016-0191-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reply to Davis et al. and Shay et al.: Commonalities across species do exist and are potentially important (2014)
  • 著者名/発表者名: Takao K, Hagihara H, Miyakawa T
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences USA 巻: 112 号: 4 ページ: 347-348
  • DOI: 10.1073/pnas.1417369111
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] IL1RAPL1 knockout mice show learning deficiency, memory decline, hyperactivity and reduced anxiety-like behaviours. (2014)
  • 著者名/発表者名: Misato Yasumura, Tomoyuki Yoshida, Maya Yamazaki, Manabu Abe, Rie Natsume, Kouta Kanno, Takeshi Uemura, Keizo Takao, Kenji Sakimura, Takefumi Kikusui, Tsuyoshi Miyakawa, Masayoshi Mishina
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4: 6613 号: 1 ページ: 6613-6613
  • DOI: 10.1038/srep06613
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SIRT1 overexpression ameliorates a mouse model of SOD1-linked amyotrophic lateral sclerosis via HSF1/HSP70i chaperone system. (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe S, Ageta-Ishihara N, Nagatsu S, Takao K, Komine O, Endo F, Miyakawa T, Misawa H, Takahashi R, Kinoshita M, Yamanaka K.
  • 雑誌名: Mol Brain 巻: 7 号: 1 ページ: 62-62
  • DOI: 10.1186/s13041-014-0062-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Genomic responses in mouse models greatly mimic human inflammatory diseases. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takao K, Miyakawa T
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 112(4) 号: 4 ページ: 1167-72
  • DOI: 10.1073/pnas.1401965111
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mechanisms for interferon-α-induced depression and neural stem cell dysfunction. (2014)
  • 著者名/発表者名: Zheng LS, Hitoshi S, Kaneko N, Takao K, Miyakawa T, Tanaka Y, Xia H, Kalinke U, Kudo K, Kanba S, Ikenaka K, Sawamoto K.
  • 雑誌名: Stem Cell Reports 巻: 3(1) 号: 1 ページ: 73-84
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2014.05.015
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhanced stability of hippocampal place representation caused by reduced magnesium block of NMDA receptors in the dentate gyrus (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Hayashi, Yoko Nabeshima, Katsunori Kobayashi, Tsuyoshi Miyakawa, Koichi Tanda, Keizo Takao, Hidenori Suzuki, Eisaku Esumi, Shigeru Noguchi, Yukiko Matsuda, Toshikuni Sasaoka, Tesuo Noda, Jun-ichi Miyazaki, Masayoshi Mishina, Kazuo Funabiki and Yo-ichi Nabeshima
  • 雑誌名: Molecular Brain 巻: 7 号: 1 ページ: 44-44
  • DOI: 10.1186/1756-6606-7-44
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transcriptomic evidence for immaturity of the prefrontal cortex in patients with schizophrenia. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hagihara H, Ohira K, Takao K, Miyakawa T.
  • 雑誌名: Mol Brain 巻: 7 号: 1 ページ: 41-41
  • DOI: 10.1186/1756-6606-7-41
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Comprehensive behavioral study of mGluR3 knockout mice: implication in schizophrenia related endophenotypes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujioka R, Nii T, Iwaki A, Shibata A, Ito I, Kitaichi K, Nomura M, Hattori S, Takao K, Miyakawa T, Fukumaki Y.
  • 雑誌名: Mol Brain 巻: 7 号: 1 ページ: 31-31
  • DOI: 10.1186/1756-6606-7-31
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Immaturity of brain as an endophenotype of neuropsychiatric disorders (2014)
  • 著者名/発表者名: Hagihara H, Shoji H, Takao K, Walton NM, Matsumoto M, Miyakawa T
  • 雑誌名: Nihon Shinkei Seishin Yakurigaku Zasshi 巻: 34 ページ: 67-79
  • 査読あり
• [学会発表] 遺伝子改変マウスの表現型解析を起点とした精神疾患研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高雄啓三
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] RNG105 ヘテロ欠損マウスの網羅的行動解析―社会的相互作用・新奇対象への反応の低下 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大橋りえ, 高雄啓三, 宮川剛, 椎名伸之
  • 学会等名: BMB2015 (第38回日本分子生物学会年会,第88回日本生化学大会合同大会)
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] The effect of the time of day on mice behaviors measured in a comprehensive behavioral test battery (2015)
  • 著者名/発表者名: Takao K ,Shoji H, Hattori S, Miyakawa T
  • 学会等名: INCF Japan International Workshop: Advances in Neuroinformatics
  • 発表場所: 東京大学（東京都目黒区）
  • 年月日: 2015-11-26
  • 国際学会
• [学会発表] Data, tools and models of neuroscience on J-Node neuroinformatics platforms (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Y, Kashioka H, Miyakawa T, Takao K, Kanzaki R, Ikeno H, Furuichi T, Okamura-Oho Y, Satoh S9, Iijima T, Kakei S, Wagatsuma H, Hayashi Y, Nomura T, Isono Y, Okumura Y, Suenaga S, Ishii I, Honda A, Usui S
  • 学会等名: 45th Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago（USA)
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of time-of-day on mouse behavior measured in a comprehensive behavioral test battery (2015)
  • 著者名/発表者名: Takao K, Shoji H, Hattori S, Miyakawa T
  • 学会等名: 45th Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago（USA)
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] ranscriptomic ‘hyper-maturity’ of the hippocampus in mice (2015)
  • 著者名/発表者名: Koshimizu H, Hagihara H, Ohira K, Takao K, Miyakawa T
  • 学会等名: 45th Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago（USA)
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Functional analyses of the CDKL5, a causative gene for severe neurodevelopmental disorders accompanied by intractable epilepsies. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanaka T, Okuda K, Kobayashi S, Murakami T, Fukaya M, Takao K, Watanabe A, Hagiwara M, Mizuguchi M, Sakagami H, Miyakawa T, Manabe T
  • 学会等名: 45th Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago（USA)
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] West症候群・Rett症候群の原因遺伝子CDKL5は、NMDA受容体機能を制御し、記憶・学習、情動、易痙攣性を調節する (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中輝幸, 奥田耕助, 小林静香, 村上拓冬, 深谷昌弘, 高雄啓三, 渡邉紀, 萩原舞, 阪上洋行, 水口雅, 宮川剛, 真鍋俊也
  • 学会等名: 第45回日本神経精神薬理学会・第37回日本生物学的精神医学会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • 年月日: 2015-09-24
• [学会発表] FcγIIB欠損マウスは多動，不安様行動の減少を示す (2015)
  • 著者名/発表者名: 上野浩司, 岡本基, 高雄啓三, 宮川剛
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] 遺伝子改変マウスの表現型解析を起点とした精神疾患研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高雄 啓三
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] 空間認知機能障害を呈するセプチン欠損マウスの解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 上田（石原）奈津実, 増田博紀, 真野善有, 澤田明宏, 矢野夢生, 高雄啓三 , 宮川剛, 重本隆一, 深澤有吾, 木下専
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] West症候群・Rett症候群の原因遺伝子CDKL5は、NMDA受容体機能を制御し、記憶・学習、情動、易痙攣性を調節する (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中輝幸, 奥田耕助, 小林静香, 深谷昌弘, 高雄啓三, 渡邉紀, 村上拓冬, 萩原舞, 阪上洋行, 水口雅, 宮川剛, 真鍋俊也
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] マウス海馬歯状回における「過成熟」現象 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小清水久嗣, 萩原英雄, 大平 耕司, 高雄啓三, 宮川剛
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] Cohort removal induces hyperthermia, increased pain sensitivity, and decreased anxiety-like behavior (2014)
  • 著者名/発表者名: Takao K, Hattori S, Shoji H, Miyakawa T
  • 学会等名: 44th annual meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington DC（USA）
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [学会発表] Transcriptomic evidence for immaturity of the prefrontal cortex in patients with schizophrenia (2014)
  • 著者名/発表者名: Hagihara H, Ohira K, Takao K, Miyakawa T
  • 学会等名: 44th annual meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington DC（USA）
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [学会発表] Funcitonal analyses of the CDKL5, a causative gene for neurodevelopemental disorders (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanaka T, Watanabe A, Hagihara M, Murakami T, Mizuguchi M, Takao K, Miyakawa T, Kobayashi S, Manabe T, Fukaya M, Sakagami H, Okuda K
  • 学会等名: 44th annual meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington DC（USA）
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [学会発表] Interferon-α inhibits neurogenesis and induces depression-like behavioral phenotype via interferon receptors expressed in the mouse brain (2014)
  • 著者名/発表者名: Kaneko N, Zhengi L-S, Hitoshi S, Takao K, Miyakawa T, Tanaka Y, Kalinke U, Kudo K, Kanba S, Ikenaka K, Sawamoto K
  • 学会等名: 44th annual meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington DC（USA）
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [学会発表] Contrasting expression patterns for immaturity and maturity marker genes in the dentate gyrus between mouse lines with ‘immature dentate gyrus’ and mice overexpressing glucocorticoid receptor (2014)
  • 著者名/発表者名: Koshimizu H, Hagihara H, Takao K, Miyakawa T
  • 学会等名: 44th annual meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington DC（USA）
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [学会発表] Tutorial contents on the INCF Japan Node platforms (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Y, Satoh S, Iijima T, Kanazaki R, Furuichi T, Shinoda Y, Kakei S, Masaki S, Wagatsuma H, Miyakawa T, Takao K, Ikeno H, Tanaka K, Okamura-Oho Y, Okumura Y, Kamakura S, Isono Y, Morii Y, Suenaga S, Usui S
  • 学会等名: 44th annual meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington DC（USA）
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [学会発表] The Mouse Phenotype Database (2014)
  • 著者名/発表者名: Takao K, Shoji H, Hattori S, Miyakawa T
  • 学会等名: Advances in Neuroinformatics 2014
  • 発表場所: 理化学研究所 (埼玉県和光市)
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-26
• [学会発表] 神経発達障害原因遺伝子CDKL5 の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中 輝幸, 渡邉 紀, 萩原 舞, 村上 拓冬, 小林 静香, 真鍋 俊也, 高雄 啓三, 宮川 剛, 深谷 昌弘, 阪上 洋行, 水口 雅, 奥田 耕助
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 統合失調症における前頭皮質の擬似未成熟化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 萩原 英雄, 大平 耕司, 高雄 啓三, 宮川 剛
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] Schnurri-2コンディショナルノックアウトマウスを用いた網羅的行動解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 服部 聡子, 高雄 啓三, 山崎 真弥, 遠山 桂子, 梅森 十三, 崎村 建司, 宮川 剛
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 炎症性疾患におけるヒトとモデルマウスの遺伝子発現パターンの共通性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高雄 啓三, 宮川 剛
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 非成熟歯状回」を示すマウスおよびグルココルチコイドレセプター過剰発現マウスの歯状回における対照的な成熟関連遺伝子群の発現パターン (2014)
  • 著者名/発表者名: 小清水 久嗣, 萩原 英雄, 高雄 啓三, 宮川 剛
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13