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2017 年度 実績報告書

哺乳類の脳機能老化メカニズムの解明を通じた記憶ダイナミズムの理解

計画研究

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 25115004
研究機関東京大学

研究代表者

久恒 辰博  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (10238298)

研究期間 (年度) 2013-06-28 – 2018-03-31
キーワード学習記憶 / 海馬 / 報酬系 / ドーパミン / fMRI
研究実績の概要

健康な人であっても高齢になれば、年とともに記憶機能や認知機能が低下する。我々は、脳の機能老化メカニズムを解明するために、高齢動物やアルツハイマー病モデルマウスを用いた研究を行った。加えて、健康高齢者を被験者としたヒト試験研究を実施した。そして、加齢による脳機能低下に脳組織内の炎症反応が深く寄与することを見出した。脳内に炎症反応が生じると、グリア細胞(アストロサイトやミクログリア)では炎症性サイトカインの産生が亢進し、脳血管においては脳血管関門の機能が低下する。このような変化により、各ニューロンにおいてはシナプス機能が低下し、神経回路ネットワークが変調し、記憶機能や認知機能が低下する。神経炎症を、薬剤などで制御し抑制することによって、低下した脳機能を回復させることが可能であることも判った。また、脳老化に伴う学習・記憶機能の低下メカニズムを調べるために、学習中のマウスの脳回路活動を可視化するオペラント学習タスクfMRI研究法の開発を行った。通常のマウスに比べて、アルツハイマー病モデルマウスでは、海馬や報酬系の脳活動が変化していることが示唆された。海馬の新生ニューロンの機能を阻害したマウスや報酬系に関わるドーパミンニューロンの機能を阻害したマウスを用いて、オペラント学習試験を実施した。逆転学習など、より複雑な認知機能に対する、海馬や報酬系の寄与を明らかにした。オペラントタスクfMRI研究は、脳機能の低下メカニズムを調べ、記憶ダイナミズムを明らかにすることに加えて、意識や情動の面を含めた脳の全体的な認知機能を調べる上でも、非常に重要な研究ツールになると期待された。本研究では最終的に、学習記憶に代表される脳高次機能(認知機能)のダイナミズムやアルゴリズムを知ることを目的とした。そして、海馬や報酬系回路の逆転学習における新たな機能を見出すことにつながった。

現在までの達成度 (段落)

平成29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

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 3件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] 成均館大学(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      成均館大学
  • [雑誌論文] Elevated activation of a murine limbic network during cue-reward association learning revealed in 15.2 T fMRI.2019

    • 著者名/発表者名
      Sakurai, K., Ando, S., Takahashi, C., Shintani, T., Jung, W., Anh, D.T.N., Lee, C., Kim, Y, Kim S.-G., Hisatsune, T.
    • 雑誌名

      Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med.

      巻: 27 ページ: 964

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hyperactivity of hippocampus-amygdala network during cue-reward association learning of APP/PS1 Alzheimer’s disease model mice detected by 14T-fMRI.2019

    • 著者名/発表者名
      Sakurai, K., Shintani, T., Hisatsune, T.
    • 雑誌名

      Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med.

      巻: 27 ページ: 4467

    • 査読あり
  • [雑誌論文] アルツハイマー病における神経炎症の関与2019

    • 著者名/発表者名
      久恒辰博
    • 雑誌名

      細胞(ニューサイエンス社)

      巻: 51 ページ: 44-46

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anserine/carnosine supplementation preserves blood flow in the prefrontal brain of elderly people carrying APOE e4.2018

    • 著者名/発表者名
      Ding, Q., Tanigawa, K., Kaneko, J., Totsuka, M., Katakura Y., Imabayashi, E., Matsuda, H., Hisatsune, T.
    • 雑誌名

      Aging and Disease

      巻: 9 ページ: 334-345

    • DOI

      doi.org/10.14336/AD.2017.0130.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of field-map distortion correction on resting state functional connectivity MRI.2017

    • 著者名/発表者名
      Togo, H., Rokicki, J., Yoshinaga, K., Hisatsune, T., Matsuda, H., Haga, N., Hanakawa, T.
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 11 ページ: 656

    • DOI

      doi: 10.3389/fnins.2017.00656

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Anserine/Carnosine Supplementation Suppresses the Expression of the Inflammatory Chemokine CCL24 in Peripheral Blood Mononuclear Cells from Elderly People2017

    • 著者名/発表者名
      Katakura, Y., Totsuka, M., Imabayashi, E., Matsuda, H., Hisatsune, T.
    • 雑誌名

      Nutrients

      巻: 9 ページ: 1199

    • DOI

      DOI: 10.1038/s41598-017-13972-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Anserine (beta-alanyl-3-methyl-L-histidine) improves neurovascular-unit dysfunction and spatial memory in aged AβPPswe/PSEN1dE9 Alzheimer’s-model mice.2017

    • 著者名/発表者名
      Kaneko, J., Enya, A., Enomoto, K., Ding, Q., Hisatsune, T.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 12571

    • DOI

      DOI: 10.1038/s41598-017-12785-7.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Prognosis of Hippocampal Function after Sub-lethal Irradiation Brain Injury in Patients with Nasopharyngeal Carcinoma.2017

    • 著者名/発表者名
      Chen, S. C-J, Abe, Y., Fang, P-T., Hsieh, Y-J., Yang, Y-I., Lu, T-Y., Oda, S., Mitani, H., Lian, S-L., Tyan, Y-C., Huang, C-J., Hisatsune, T.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 14697

    • DOI

      DOI: 10.1038/s41598-017-13972-2.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cholinergic modification of neurogenesis and gliosis improves the memory of AβPPswe/PSEN1dE9 Alzheimer’s model mice fed a high-fat diet.2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, T., Hisatsune, T.
    • 雑誌名

      Journal of Alzheimer’s Disease

      巻: 56 ページ: 1-23

    • DOI

      DOI: 10.3233/JAD-160761

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mouse BOLD fMRI imaging during operant learning at ultra-high field2017

    • 著者名/発表者名
      Jomura, N., Shintani, T., Sakurai, K., Kaneko, J., Hisatsune, T.
    • 雑誌名

      Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med.

      巻: 25 ページ: 5365

    • 査読あり
  • [学会発表] Aging and Anti-Aging of Cognitive Functions2018

    • 著者名/発表者名
      Hisatsune T
    • 学会等名
      21st US-Japan Cellular and Gene Therapy Conference Neurodegenerative Diseases: Biology, Cellular and Gene Therapy
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Memory recovery on anserine (beta-alanyl-3-methyl-L-histidine)-treated ApoE4+/+ knocked-in APPβswe/PSEN1dE9 Alzheimer’s disease model mice2018

    • 著者名/発表者名
      Cheng Lin, Jun Kaneko, Mami Tochigi, Chitose Yoshimine, Tatsuhiro Hisatsune
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
  • [学会発表] Influence of suppressed dopamine secretion to goal-directed behavior of mice2018

    • 著者名/発表者名
      Kung Chun Kao, Naohiro Jomura, Tatsuhiro Hisatsune
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
  • [学会発表] Impulsive disorder in Alzheimer’s disease model mice revealed by fMRI imaging during operant learning2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Sakurai, Teppei Shintani, Tatsuhiro Hisatsune
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
  • [学会発表] The role of hippocampal newborn neuron on cognitive flexibility2018

    • 著者名/発表者名
      Junya Koga, Sayumi Yokota, Kazumasa Z Tanaka, Thomas J McHugh, Tatsuhiro Hisatsune
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
  • [学会発表] Neuroimaging of mouse executive functions by operant learning task fMRI2017

    • 著者名/発表者名
      Hisatsune T
    • 学会等名
      Neuroimaging -from Molecules to Networks, Hot Topics in Molecular Imaging, Ecole de Physique des Houches
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 東京大学大学院 久恒研究室

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/hisatsune-lab/

  • [産業財産権] ペリサイトの変成を抑制する剤2017

    • 発明者名
      (5)久恒辰博、金子順
    • 権利者名
      (5)久恒辰博、金子順
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-35823

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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