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2020 年度 実績報告書

シナプス操作によるPTSDの構成的理解

計画研究

研究領域マルチスケール精神病態の構成的理解
研究課題/領域番号 18H05434
研究機関京都大学

研究代表者

林 康紀  京都大学, 医学研究科, 教授 (90466037)

研究分担者 喜田 聡  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (80301547)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
キーワード恐怖記憶 / シナプス可塑性 / コフィリン / 光操作 / 細胞骨格 / 記憶固定化 / 海馬
研究実績の概要

シナプス可塑性の光操作のためのプローブとカルシウム感受性蛍光タンパク質を用い記憶形成の異なったタイミングで、海馬あるいは大脳皮質のシナプス可塑性を消去した。学習後数分以内に海馬で光操作すると記憶が消去されたが1時間経つと消去できなくなった。しかし動物個体が睡眠中に光操作すると記憶が消去された。この時の海馬神経細胞の活動を観察すると、学習後数分以内に特定の文脈に反応する細胞の増加が見られ、これが学習直後のシナプス可塑性の消去により消失した。一方、睡眠中のシナプス可塑性消去は文脈特異性には影響がなかったが、同期発火性を減少させた。これは記憶形成後、異なったタイミングのシナプス可塑性が異なった役割を果たしていることを示唆する。

一方、チャネルロドプシン(ChR2)を用いて恐怖記憶想起中、あるいは想起後の海馬CA1領域や記憶エングラムの活性を光遺伝学的に操作することで、恐怖条件づけ文脈記憶の消去に対する海馬の役割の解析を進め、恐怖記憶消去様の行動変化を誘導する刺激パターンを同定し、その性状の解析を進めた。一方、cAMP情報伝達経路を操作する光プローブを海馬に発現させて恐怖条件づけ文脈記憶に対する影響を解析した結果、この情報伝達経路が記憶想起を正に制御することを示唆する結果が得られた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

記憶に関して 想定してた表現型が出ているため。

今後の研究の推進方策

昨年度、海馬と前帯状皮質でシナプス可塑性が起るタイミングが異なっていることを見出した。海馬では学習直後ならびにその直後の睡眠時にシナプス可塑性が起こっていることが必要である一方、前帯状皮質では次の日の睡眠が必要であることがわかった。そこで、本年度はG-CaMP7イメージングを行い、異なった睡眠のタイミングが神経活動にいかなる影響を持つかを観察していく。また、電気生理学的にもAMPA型グルタミン酸受容体のシナプス移行が観察されたため、どの細胞のどのシナプスで起こったかをより詳細に検討していく。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 4件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件) 備考 (2件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Seoul National University(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Seoul National University
  • [国際共同研究] University of Toront(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      University of Toront
  • [国際共同研究] University of Bordeaux(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      University of Bordeaux
  • [国際共同研究] 香港科学技術大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      香港科学技術大学
  • [雑誌論文] Dietary magnesium deficiency induces the expression of neuroinflammation‐related genes in mouse brain2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuji Ryuhei、Inoue Hirofumi、Uehara Mariko、Kida Satoshi
    • 雑誌名

      Neuropsychopharmacology Reports

      巻: 41 ページ: 230~236

    • DOI

      10.1002/npr2.12167

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of synaptic nanodomain by liquid?liquid phase separation: A novel mechanism of synaptic plasticity2021

    • 著者名/発表者名
      Liu Pin-Wu、Hosokawa Tomohisa、Hayashi Yasunori
    • 雑誌名

      Current Opinion in Neurobiology

      巻: 69 ページ: 84~92

    • DOI

      10.1016/j.conb.2021.02.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CaMKII activation persistently segregates postsynaptic proteins via liquid phase separation2021

    • 著者名/発表者名
      Hosokawa Tomohisa、Liu Pin-Wu、Cai Qixu、Ferreira Joana S.、Levet Florian、Butler Corey、Sibarita Jean-Baptiste、Choquet Daniel、Groc Laurent、Hosy Eric、Zhang Mingjie、Hayashi Yasunori
    • 雑誌名

      Nature Neuroscience

      巻: 24 ページ: 777~785

    • DOI

      10.1038/s41593-021-00843-3

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Liquid-Liquid Phase Separation in Physiology and Pathophysiology of the Nervous System2021

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Yasunori、Ford Lenzie K.、Fioriti Luana、McGurk Leeanne、Zhang Mingjie
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 41 ページ: 834~844

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.1656-20.2020

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] LOTUS, an endogenous Nogo receptor antagonist, is involved in synapse and memory formation2021

    • 著者名/発表者名
      Nishida Ryohei、Kawaguchi Yuki、Matsubayashi Junpei、Ishikawa Rie、Kida Satoshi、Takei Kohtaro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-021-84106-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interactions between the amygdala and medial prefrontal cortex as upstream regulators of the hippocampus to reconsolidate and enhance retrieved inhibitory avoidance memory2021

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Hotaka、Zhang Yue、Kida Satoshi
    • 雑誌名

      Molecular Brain

      巻: 14 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s13041-021-00753-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multiple coordinated cellular dynamics mediate CA1 map plasticity2021

    • 著者名/発表者名
      Mizuta Kotaro、Nakai Junichi、Hayashi Yasunori、Sato Masaaki
    • 雑誌名

      Hippocampus

      巻: 31 ページ: 235~243

    • DOI

      10.1002/hipo.23300

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Active Transition of Fear Memory Phase from Reconsolidation to Extinction through ERK-Mediated Prevention of Reconsolidation2020

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Hotaka、Zhang Yue、Kida Satoshi
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 41 ページ: 1288~1300

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.1854-20.2020

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arc self‐association and formation of virus‐like capsids are mediated by an N‐terminal helical coil motif2020

    • 著者名/発表者名
      Maria S Eriksen et al.
    • 雑誌名

      The FEBS Journal

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1111/febs.15618

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Distinct Mechanisms of Over-Representation of Landmarks and Rewards in the Hippocampus2020

    • 著者名/発表者名
      Sato Masaaki、Mizuta Kotaro、Islam Tanvir、Kawano Masako、Sekine Yukiko、Takekawa Takashi、Gomez-Dominguez Daniel、Schmidt Alexander、Wolf Fred、Kim Karam、Yamakawa Hiroshi、Ohkura Masamichi、Lee Min Goo、Fukai Tomoki、Nakai Junichi、Hayashi Yasunori
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 32 ページ: 107864~107864

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2020.107864

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Two Functionally Distinct Serotonergic Projections into Hippocampus2020

    • 著者名/発表者名
      Luchetti Alessandro、Bota Ayaka、Weitemier Adam、Mizuta Kotaro、Sato Masaaki、Islam Tanvir、McHugh Thomas J.、Tashiro Ayumu、Hayashi Yasunori
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 40 ページ: 4936~4944

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.2724-19.2020

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shank3 Binds to and Stabilizes the Active Form of Rap1 and HRas GTPases via Its NTD-ANK Tandem with Distinct Mechanisms2020

    • 著者名/発表者名
      Cai Qixu、Hosokawa Tomohisa、Zeng Menglong、Hayashi Yasunori、Zhang Mingjie
    • 雑誌名

      Structure

      巻: 28 ページ: 290~300.e4

    • DOI

      10.1016/j.str.2019.11.018

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Roles of hippocampus in fear memory after retrieval2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kida
    • 学会等名
      第63回日本神経化学会
  • [学会発表] PTSD治療方法開発に向けた基礎と臨床研究連携の重要性2020

    • 著者名/発表者名
      喜田 聡
    • 学会等名
      第50回 日本神経精神薬理学会 NPBPPP2020 オンライン開催
  • [備考] https://kida-lab.org

  • [備考] http://glutamate.med.kyoto-u.ac.jp

  • [学会・シンポジウム開催] Molecular Cellular Cognition Society Annual meeting, 10月22-23日オンライン開催2020

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公開日: 2023-12-25  

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