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2017 年度 実績報告書

シナプス可塑性関連因子Arcによる認知機能調節機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15H04258
研究機関京都大学

研究代表者

奥野 浩行  京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (80272417)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード活動依存的遺伝子発現 / シナプス / 記憶 / 海馬 / 可塑性
研究実績の概要

神経細胞において生理的なシナプス刺激によって誘導される神経特異的前初期遺伝子Arcはシナプス可塑性やシナプス恒常性に直接関わる因子であるが、その作用機構の詳細は不明である。本研究の目的はArcによるシナプス調節機構と大脳認知機能の調節メカニズムを明らかにすることである。平成29年度では、これまで進めてきたいくつかの国際共同研究について成果をまとめ論文として発表した。まず、視覚野におけるArcの機能を調べるため、Arc発現を亢進させたトラスジェニック(Tg)マウスを作成し、視覚経験依存的な視覚野応答の変化を解析した。その結果、経験依存的な変化を引き起こす期間はArc Tgマウスにおいて通常のマウスよりも延長されていることが明らかになり、Arcが視覚野可塑性の時間枠を決定している可能性が示唆された(Jenks et al., 2017)。また、Arcタンパク質は細胞体や樹状突起部以外にも細胞核にも存在することが知られていたが、この細胞体と核での存在比は睡眠サイクルと相関して変化していることが明らかになり、この現象とグルタミン酸受容体の制御との関わりが示唆された(Honjoh et al., 2017)。また、Arc Tgマウスを用いた解析により、Arc mRNAの樹状突起局在と翻訳制御にはmRNAのスプライシング機構が関わっていることが明らかになった(Steward et al., 2017)。以上の結果よりArcによるシナプスおよび神経回路の調節機構の新たな側面が示され、今後の新しい研究展望が広がった。

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

s実験計画の各項目について順調に結果が得られており、一部の結果に関しては論文として報告した。また、その他の項目についても論文投稿準備中または研究の最終段階である。

今後の研究の推進方策

最終年度では、これまで得られたデータの定量解析と統計的評価を行い、結果の解釈と生物学的な意義を考察する。これらの結果や考察を論文としてまとめ科学雑誌上で発表する予定である。もしも計画どおりに進まない項目が出た場合は、他の項目にエフォートを移して研究取りまとめを行う。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] University of California Irvine/University of Utah/University of Wisconsin(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of California Irvine/University of Utah/University of Wisconsin
    • 他の機関数
      2
  • [雑誌論文] Inverse synaptic tagging: An inactive synapse-specific mechanism to capture activity-induced Arc/arg3.1 and to locally regulate spatial distribution of synaptic weights2018

    • 著者名/発表者名
      Okuno Hiroyuki、Minatohara Keiichiro、Bito Haruhiko
    • 雑誌名

      Seminars in Cell & Developmental Biology

      巻: 77 ページ: 43~50

    • DOI

      10.1016/j.semcdb.2017.09.025

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Delayed Degradation and Impaired Dendritic Delivery of Intron-Lacking EGFP-Arc/Arg3.1 mRNA in EGFP-Arc Transgenic Mice2018

    • 著者名/発表者名
      Steward Oswald、Matsudaira Yee Kelly、Farris Shannon、Pirbhoy Patricia S.、Worley Paul、Okamura Kohji、Okuno Hiroyuki、Bito Haruhiko
    • 雑誌名

      Frontiers in Molecular Neuroscience

      巻: 10 ページ: 435

    • DOI

      10.3389/fnmol.2017.00435

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Arc restores juvenile plasticity in adult mouse visual cortex2017

    • 著者名/発表者名
      Jenks Kyle R.、Kim Taekeun、Pastuzyn Elissa D.、Okuno Hiroyuki、Taibi Andrew V.、Bito Haruhiko、Bear Mark F.、Shepherd Jason D.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 114 ページ: 9182~9187

    • DOI

      10.1073/pnas.1700866114

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nrp2 is sufficient to instruct circuit formation of mitral-cells to mediate odour-induced attractive social responses2017

    • 著者名/発表者名
      Inokuchi Kasumi、Imamura Fumiaki、Takeuchi Haruki、Kim Ryang、Okuno Hiroyuki、Nishizumi Hirofumi、Bito Haruhiko、Kikusui Takefumi、Sakano Hitoshi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 ページ: 15977~15977

    • DOI

      10.1038/ncomms15977

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Regulation of surface expression dynamics of AMPA receptors and cognitive refinement processes by Arc.2018

    • 著者名/発表者名
      Okuno H, Ishii Y, Endo T, Minatohara K, Bito H
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会 シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Specification of a remote memory cell ensemble during cortical tagging through activity-dependent Arc signaling.2017

    • 著者名/発表者名
      金亮、酒井一輝、川島尚之、近藤弥生、井上昌俊、野中未応、坂本雅行、岡本理子、阿部学、崎村建司、今吉格、奥野浩行、尾藤晴彦
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
  • [学会発表] Reactivation of a neuronal subpopulation in hippocampal dentate gyrus during recent and remote memory recall.2017

    • 著者名/発表者名
      荒木杏菜, 湊原圭一郎, 秋吉美歌, 今吉格, 金亮, 川島尚之, 尾藤晴彦, 影山龍一郎, 奥野浩行
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
  • [学会発表] Disruption of AMPA receptor-palmitoylation leads excitatory/inhibitory imbalance and elevated seizure susceptibility2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤正之、山下真梨子、山田大輔、奥野浩行、阿部学、山崎真弥、夏目里恵、金子雅規、貝塚利惠、崎村建司、関口正幸、和田圭司、星野幹雄、三品昌美、林崇
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
  • [学会発表] Nrp2 is sufficient to instruct circuit formation of mitral cells to mediate odor-induced attractive social responses.2017

    • 著者名/発表者名
      井ノ口霞、竹内春樹、今村文昭、金亮、奥野浩行、西住裕文、尾藤晴彦、菊水健史、坂野仁
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
  • [学会発表] Selective enhancement of spine formation in neuronal ensembles expressing Arc in the mouse hippocampus after contextual fear memory retrieval.2017

    • 著者名/発表者名
      湊原圭一郎, 秋吉美歌, 高橋 維子, 荒木 杏菜, 石館文善, 尾藤晴彦, 奥野浩行
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
  • [学会発表] Roles of Arc/arg3.1 on surface expression dynamics of AMPA receptors during structural plasticity and on cognitive refinement processes.2017

    • 著者名/発表者名
      Okuno H, Ishii Y, Endo T, Uehara M, Suzuki Y, Minatohara K, Araki A, Abe M, Imayoshi I, Kakeyama M, Sakimura K, Bito H
    • 学会等名
      Soc for Neurosci. Annual Meeting 2017 (Neuroscience 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] Morphological analysis of dendritic spines in the hippocampal neurons activated during fear memory retrieval using Airyscan microscopy.2017

    • 著者名/発表者名
      Minatohara K, Ishidate F, Akiyoshi M, Araki A, Takahashi Y, Bito H, Okuno H
    • 学会等名
      Soc for Neurosci. Annual Meeting 2017 (Neuroscience 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] Reactivation of neuronal subpopulation in the dentate gyrus during memory recalls with long intervals.2017

    • 著者名/発表者名
      Araki A, Minatohara K, Akiyoshi M, Imayoshi I, Kim R, Kawashima T, Bito H, Kageyama R, Okuno H
    • 学会等名
      Soc for Neurosci. Annual Meeting 2017 (Neuroscience 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional cell type specific expression of immediate-early genes in mouse visual cortex.2017

    • 著者名/発表者名
      Mahringer D, Zmarz P, Okuno H, Bito H, Keller G
    • 学会等名
      Soc for Neurosci. Annual Meeting 2017 (Neuroscience 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] Redistribution of synaptic proteins between identified synapses of V1 neurons during experience-dependent plasticity in vivo.2017

    • 著者名/発表者名
      Ip P, El-Boustani S, Breton-Provencher V, Okuno H, Bito H, Sur M
    • 学会等名
      Soc for Neurosci. Annual Meeting 2017 (Neuroscience 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] Plasticity of identified, functionally heterogeneous synapses shapes cell-wide plasticity of V1 neurons in vivo.2017

    • 著者名/発表者名
      El-Boustani S, Ip P, Breton-Provencher V, Okuno H, Bito H, Sur M
    • 学会等名
      Soc for Neurosci. Annual Meeting 2017 (Neuroscience 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] Nrp2 is sufficient to instruct circuit formation of mitral-cells to mediate odor-induced attractive social responses.2017

    • 著者名/発表者名
      8.Inokuchi K, Imamura F, Takeuchi H, Kim R, Okuno H, Nishizumi H, Bito H, Kikusui T, Sakano H
    • 学会等名
      Soc for Neurosci. Annual Meeting 2017 (Neuroscience 2017)
    • 国際学会
  • [学会・シンポジウム開催] Memory trace/engram meeting2017

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-09-26  

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