霊長類大脳皮質における視覚長期記憶形成にともなう遺伝子発現の定量的解析

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09780739
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 奥野 浩行 東京大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (80272417)
• キーワード: 霊長類 / マカクザル / 認知長期記憶 / 転写調節 / BDNF / TrkB / 定量的RT-PCR

研究概要

本研究の目的は霊長類の視覚性記憶の分子メカニズムを探ることであり、記憶形成過程におこる神経ネットワークの再編成に伴う遺伝子発現の変化の定量解析を試みる。具体的にはサルに視覚性認知課題を遂行させ、その大脳における神経栄養因子群、シナプス関連タンパク等のmRNA発現レベルを逆転写、ポリメラーゼ連鎖反応法、(RT-PCR法)によって決定する。霊長類の大脳新皮質は高度に機能分化が進んでおり、それぞれの機能領野が占める皮質体積は小さい。本年度は、まず、微量サンプル中のmRNA定量法を確立することに主点をおき、実験対照群である学習課題を行わないサルの大脳RNAサンプルを用い、神経栄養群とその受容体群の遺伝子発現の定量解析を試みた。神経栄養因子群とその受容体群は神経可塑性に重要な役割を果していることが示唆されているものの、大脳機能領域毎の詳細な発現レベルに関する研究報告はない。そこで本研究では、大脳視覚各領野におけるこれらの遺伝子のmRNA発現レベルを定量的RT-PCR法により決定した。その結果、脳由来神経栄養因子BDNFとその受容体TrkBのmRNA発現レベルは両者ともに視覚情報処理経路に沿って増加していることを見いだした。また、この定量的RT-PCR法をNorthern法やRNase protection法と比較した結果、我々の採用した定量的RT-PCR法によってこれら従来のmRNA定量法と同等またはそれ以上に再現性のある定量結果を得ることができることが判明した。
さらに、同年度では実験群のサルに学習課題を行わせ、記憶形成中の大脳か左右半球を合わせ40ヶ所以上の領野別RNAサンプルを調製している。
平成10年度では、実験群および対照群RNAサンプルの定量的RT-PCR法による解析を続け、統計検定を含めた詳細な比較検討を行う。

研究成果

• [文献書誌] Okuno,H, Kanou, S,Tokuyama, W, Li,YX. & Miyashita,Y: "Layer-specific differential regulation of transcription factors Zif268 and JunD in visual cortex V1 and V2 of macaque monkeys." Neuroscience. 81(3). 653-666 (1997)
• [文献書誌] Sato,T., Tokuyama,W., Miyashita,Y, & Okuno,H.: "Temporal and spatial dissociation of expression patterns between Zif268 and c-Fos in rat inferior olive during vestibular compensation." Neuroreport. 8(8). 1891-1895 (1997)
• [文献書誌] 篠本滋、奥野浩行: "記憶の情報表現" 科学. 67(9). 869-689 (1997)
• [文献書誌] Okuno,H., Tokuyama,W., Li,YX., Hashimoto,T. & Miyashita,Y.: "Differential transcriptional regulation of neurotrophic factors and Trk receptors in visual cortices of macaque monkeys." Neuroscience Abstract. 23(2). 1396-1396 (1997)
• [文献書誌] 奥野浩行: "“側頭葉における長期記憶と遺伝子発現"in「側頭葉」(板倉、前田、編著)" プレーン出版, 20 (1997)