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2012 年度 実績報告書

遺伝子改変ニューロンの光活性化ラベル法を用いた霊長類認知記憶形成の分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 11J05569
研究機関東京大学

研究代表者

坪田 匡史  東京大学, 大学院・医学系研究科, 特別研究員(DC1)

キーワード光遺伝学 / レンチウイルスベクター / プルキンエ細胞 / 視覚連合記憶 / 小脳 / 電気生理 / 霊長類 / RNAi
研究概要

本研究の目的は、視覚性連合記憶の学習過程で、サル下部側頭葉の神経細胞群がその反応選択性を獲得する際の分子メカニズムを明らかにすることにある。NMDA受容体などの記憶関連分子をノックダウンした神経細胞をin vivoの細胞外電気生理記録で同定するために、光遺伝学的ツール(ChR2,NpHR)を用いる。以上の目標の達成に向け、本年度は、光遺伝学的ツールを発現するためのレンチウイルスベクターの開発、およびその有効性を生理学的に確認するための作業を行った。具体的には、小脳虫部第9小葉に存在する循環制御部位の生理学的意義を示すために、NpHRを用いて、ラットの姿勢変化時に第9小葉プルキンエ細胞活動を特異的に抑制する実験を行った。これにより、姿勢変化後の血圧の安定性の維持に、第9小葉プルキンエ細胞活動が必要であることを示した。この成果はNeuroscience誌(Tsubota et al., 2012)、第35回日本神経科学大会(2012年9月18日、愛知)、および第42回北米神経科学学会(2012年10月14日、ニューオリンズ)において発表された。
また、上記の検討実験と並行して、記憶関連分子をノックダウンするためのレンチウイルスベクターの開発を行った。このレンチウイルスベクターをラット大脳皮質に摂取したところ、in viVoで高効率のノックダウンが起こる一方で、正常な神経伝達機能は阻害されないことを確認した。

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

小脳プルキンエ細胞特異的な神経活動制御法を応用して小脳虫部第9小葉の生理学的意義を見出し、その成果を論文・学会において発表したという点において、進展があったと評価できる。また、記憶関連分子をノックダウンするためのレンチウイルスベクターのin vivoにおける効果の検討を終えたという点においても、当初の目的に向けた順調な進展があったと評価できる。

今後の研究の推進方策

記憶関連分子をノックダウンするためのレンチウイルスベクターを用いて、ラット大脳皮質神経細胞活動の可塑的変化を阻害するための検討実験を行う予定である。また、これと並行して、サルに対する対連合記憶課題の訓練を並行して行っていく予定である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Optogenetic inhibition of Purkinje cell activity reveals cerebellar control of blood pressure during postural alterations in anesthetized2012

    • 著者名/発表者名
      Tsubota T., et al.
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: Vol.210 ページ: 137-144

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2012.03.014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A glass-coated tungsten microelectrode enclosing optical fibers for optogenetic exploration in primate deep brain structures2012

    • 著者名/発表者名
      Tamura K., et al.
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience Methods

      巻: Vol.211, Issue 1 ページ: 49-57

    • DOI

      10.1016/j.jneumeth.2012.08.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cerebellar regulation of blood pressure during postural alterations revealed by Purkinje cell-specific optogenetic inhibition2012

    • 著者名/発表者名
      Tsubota T., et al.
    • 雑誌名

      The Society for Neuroscience 2012 Neuroscience meetings planner online

      ページ: 299.11-299.11

  • [雑誌論文] Applying optogenetics to macaque deep brain structures : Development of a glass-coated tungsten optrode enclosing optical fibers2012

    • 著者名/発表者名
      Tamura K., et al.
    • 雑誌名

      The Society for Neuroscience 2012 Neuroscience meeting planner online

      ページ: 299.10-299.10

  • [学会発表] Cerebellar regulation of blood pressure during postural alterations revealed by Purkinje cell-specific optogenetic inhibition2012

    • 著者名/発表者名
      Tsubota T., et al.
    • 学会等名
      The Society for Neuroscience's 42th annual meeting
    • 発表場所
      Ernest N. Morial convention center(LA, USA)
    • 年月日
      2012-10-14
  • [学会発表] Applying optogenetics to macaque deep brain structures : Development of a glass-coated tungsten optrode enclosing optical fibers2012

    • 著者名/発表者名
      Tamura K., et al.
    • 学会等名
      The Society for Neuroscience's 42th annual meeting
    • 発表場所
      Ernest N. Morial convent ion center(LA,USA)
    • 年月日
      2012-10-14
  • [学会発表] プルキンエ細胞特異的な光遺伝学的神経活動抑制法を用いた、姿勢変化時の血圧維持における小脳の役割の研究2012

    • 著者名/発表者名
      坪田匡史, et al.
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知)
    • 年月日
      2012-09-18

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公開日: 2014-07-16  

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