活性酸素種が担うマウス運動記憶の分散効果

• 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: 26115532
• 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: 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター（東京都健康長寿医療センター研究所）
• 研究代表者: 遠藤 昌吾 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究部長 (60192514)
• 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: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円); 2015年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2014年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: 8-ニトロ-cGMP / 記憶 / 小脳 / 分散効果

研究実績の概要

分散効果（spacing effect）は様々な動物の記憶に共通した性質として、記憶の形成・維持など、記憶のダイナミクスにおいて重要である。分散効果は神経活動中に惹起された様々な変化とともに、トライアル間の“休憩”の重要性を意味するが、“休憩中”の詳細な分子・神経機構は不明である。最近、“休憩中”にROS(活性酸素種)が産生されること、ROSがNO(一酸化窒素)と相互作用して持続性のシグナル分子(8-ニトロ-cGMP)が生成されることが見いだされた。そこで本申請ではNO系が重要な役割を果たし、分散効果が観察されるマウスの小脳依存性運動学習に着目して、以下の仮説を検証した；「学習の分散効果には、トライアル間の休憩中に産生されるROSとNOの相互作用による持続性シグナルが寄与する」。
本年度は昨年度確立した視機性眼球応答（OKR）システムを利用して、OKR長期記憶における分散学習のトライアル間間隔（０－６０分）を検討し、３０分以上のトライアル間間隔が効率的な長期記憶形成に必要である事を見いだした。さらに、OKRを担当する部位である小脳片葉にROSのスカベンジャー（SOD, Catalase）を投与すると、短期記憶は正常であるが長期記憶が特異的に障害される事を見いだした。さらに、8-ニトロ-cGMPを模倣した阻害剤8-ニトロ-cGMPSも同様に長期記憶を特異的に障害する事を見いだした。ROS及びROS-NO系により生成される8-ニトロ-cGMPが長期記憶に関与する事が強く示唆された。

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] Polyhydramnios in Lrp4 knockout mice with bilateral kidney agenesis: Defects in the pathways of amniotic fluid clearance. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tanahashi, H.;Tian, Q.B.; Hara, Y.;Sakagami, H.;Endo, S.;Suzuki, T.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 号: 1 ページ: 20241-20241
  • DOI: 10.1038/srep20241
  • NAID: 120007100143
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transient Blockade of ERK Phosphorylation in the Critical Period Causes Autistic Phenotypes as an Adult in Mice (2015)
  • 著者名/発表者名: Yufune S., Satoh Y., Takamatsu I., Ohta H., Kobayashi Y., Takaenoki Y., Pagès G, Pouysségur J, Endo S, and Kazama T.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 10252-10252
  • DOI: 10.1038/srep10252
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ERK2 mediates inner hair cell survival and decreases susceptibility to noise-induced hearing loss (2015)
  • 著者名/発表者名: Kurioka T, Matsunobu T, Satoh Y, Niwa K, Endo S, Fujioka M, Shiotani A.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 18;5 号: 1 ページ: 16839-16839
  • DOI: 10.1038/srep16839
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impaired Th2 differentiation of CD4+ T cells from Rap2b knockout mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Uechi, G. Matsuzaki, M. Suzuki, T. Asato, K. Takei, M. Umikawa, M. Oshiro, I. Maruyama, S. Endo and K Kariya
  • 雑誌名: Ryukyu Med. J 巻: 34 ページ: 45-52
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 巨大地震が飼育動物へ及ぼす影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柳井修一、遠藤昌吾
  • 雑誌名: LABIO21 巻: 59 ページ: 20-24
  • 査読あり
• [雑誌論文] Knowledge of Signal Transduction Provides an Approach to Attacking Memory Decline. (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Yanai and S. Endo
  • 雑誌名: Aging Mechanisms; Longevity, Metabolism, and Brain Aging (N. Mori, and I. Mook-Jung, Inhee eds), 巻: 1 ページ: 257-274
• [雑誌論文] Targeted deletion of ERK2 in cardiomyocytes attenuates hypertrophic response but provokes pathological stress induced cardiac dysfunction. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ulm S, Liu W, Zi M, Tsui H, Chowdhury SK, Endo S, Satoh Y, Prehar S, Wang R, Cartwright EJ, Wang X.
  • 雑誌名: J Mol Cell Cardiol 巻: 72C ページ: 104-116
  • DOI: 10.1016/j.yjmcc.2014.03.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sialyltransferase ST3Gal IV deletion protects against temporal lobe epilepsy. (2014)
  • 著者名/発表者名: P. Srimontri, S. Endo, T. Sakamoto, Y. Nakayama, A. Kurosaka, S. Itohara, Y. Hirabayashi, K Kato.
  • 雑誌名: J Neurochem. 巻: 131 号: 5 ページ: 675-687
  • DOI: 10.1111/jnc.12838
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The effect of diazepam on mouse PTSD-like behaviors induced by the 2011 Tohoku earthquake (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yanai, Y. Semba, and S. Endo.
  • 雑誌名: Behav Sci Res 巻: 53 ページ: 27-36
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Deficits in memory-guided limb movements impair obstacle avoidance locomotion in Alzheimer’s disease mouse model (2014)
  • 著者名/発表者名: Setogawa S, Yamaura H, Arasaki T, Endo S, Yanagihara D
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4:7200 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1038/srep07220
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 行動解析を用いたホスホジエステラーゼ3阻害剤シロスタゾールの記憶改善効果の評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柳井修一・新崎智子・遠藤昌吾
  • 学会等名: 首都大学東京バイオコンファレンス2015
  • 発表場所: 首都大学東京（八王子市、東京）
  • 年月日: 2015-11-06
• [学会発表] ATTACKING MEMORY DECLINE THROUGH THE KNOWLEDGE OF SIGNAL TRANSDUCTION PATHWAY (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Endo
  • 学会等名: IAGG2015
  • 発表場所: Chiang Mai Convention and Exhibition Center (Chiang Mai, Thailand)
  • 年月日: 2015-10-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] SMP30/αTTP-ダブルノックアウトマウスを用いたアスコルビン酸およびα-トコフェロール欠乏が及ぼす不安、学習、運動機能への影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋経太・柳井修一・下門顕太郎・遠藤昌吾・新井洋由・石神 昭人
  • 学会等名: 日本心理学会第79回大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知、名古屋）
  • 年月日: 2015-09-22
• [学会発表] Long-term administration of cilostazol, a phosphodiesterase 3 inhibitor, prevents memory decline in aged mice models. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shuichi Yanai, Kai Kojima, Tomoko Arasaki & Shogo Endo
  • 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、神戸）
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] 東日本大震災が引き起こしたマウスの行動変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 遠藤昌吾
  • 学会等名: 第９０回実験動物コンファレンス
  • 発表場所: 日本獣医生命科学大学（東京、武蔵野市）
  • 年月日: 2015-06-27
  • 招待講演
• [学会発表] 老化に伴う認知機能低下に対するホスホジエステラーゼ3阻害剤cilostazolの効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柳井修一・新崎智子・遠藤昌吾
  • 学会等名: 第38回日本基礎老化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川、横浜）
  • 年月日: 2015-06-12
• [学会発表] Maintenance of memory functions by chronic administration of cilostazol, a phosphodiesterase 3 inhibitor, in aged mice models. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shuichi Yanai, Kai Kojima, Tomoko Arasaki & Shogo Endo.
  • 学会等名: Neuroscience 2014
  • 発表場所: Washignton Convention Center (Washington DC, USA)
  • 年月日: 2014-11-15
  • 国際学会
• [学会発表] PDE3阻害剤シロスタゾールによる老化促進モデルマウスの記憶障害改善効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柳井修一・小島開・新崎智子・遠藤昌吾
  • 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、横浜）
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] Phosphodiesterase 3 inhibitor cilostazol improves conditioned fear in SAM-P8 mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yanai, K Kojima, T. Arasaki, and S. Endo.
  • 学会等名: Annual meeting of Japan Society for Biomedical Gerontology
  • 発表場所: あいち健康プラザ（愛知、大府）
  • 年月日: 2014-07-26
• [学会発表] 記憶改善薬のスクリーニングとSAM (2014)
  • 著者名/発表者名: 遠藤昌吾
  • 学会等名: 第２９回SAM研究協議会研究発表会
  • 発表場所: 東京都健康長寿医療センター（板橋区、東京）
  • 年月日: 2014-07-05
  • 招待講演
• [備考] 記憶神経科学、東京都老人研
  • URL: http://www2.tmig.or.jp/Mn_B/Japanese/index.html