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2020 年度 実績報告書

シナプス形態・回路動態の異常を示す記憶障害の分子基盤

研究課題

研究課題/領域番号 18H02536
研究機関公益財団法人東京都医学総合研究所

研究代表者

山形 要人  公益財団法人東京都医学総合研究所, 精神行動医学研究分野, 室長 (20263262)

研究分担者 平井 志伸  公益財団法人東京都医学総合研究所, 精神行動医学研究分野, 主任研究員 (00625189)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード結節性硬化症
研究実績の概要

これまでの研究により、野生型マウスの海馬歯状回において、記憶と想起の両方に関与するニューロン(記憶痕跡ニューロン)を同定してきた。そして、野生型マウスの記憶想起時には、このニューロンが有意に増加したが、TSCマウスではその増加は見られなかった。しかし、Rheb阻害薬をTSCマウスに投与すると、TSCマウスの記憶障害が改善し、記憶痕跡ニューロンも増加した。また、Rheb阻害薬投与により、TSCマウスの樹状突起スパイン形態が変化し、野生型に近づくことも見出した。
今年度は、記憶痕跡ニューロンが本当に記憶を司るかどうかを証明するため、神経活動依存的に活性化するプロモーターの下流で、チャネルロドプシン(ChR2)-EGFPを発現するAAVウイルスを作製し、野生型マウスの海馬に注入した。次に、光ファイバーケーブルを同側海馬に刺入し、2週間後にオプトジェネティクス実験を行った。具体的には、上記のマウスを文脈Aの環境下に入れてフットショックし、その時に興奮した海馬ニューロン(記憶痕跡ニューロン)にChR2-EGFPを発現させた。翌日、そのマウスを別の文脈Bの環境下に入れ、ChR2-EGFP発現ニューロンを光刺激したところ、恐怖記憶が想起され、マウスのフリーズ行動が有意に増加した。以上の結果から、文脈A下で活動したニューロンは、恐怖記憶に関係しており、そのニューロンを光によって活性化させるだけで、フットショックしない環境下でも恐怖記憶が想起され、マウスはフリーズしたと考えられる。

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

当初の予定通り、野生型マウスを用いて、記憶痕跡細胞の同定と確認をすることができたから。

今後の研究の推進方策

野生型マウスで記憶痕跡細胞を同定した手法を用いて、次はTSCマウスの記憶痕跡細胞がどのように変化しているか、またRheb阻害薬による回復が可能かを検証していく。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] A Farnesyltransferase Inhibitor Restores Cognitive Deficits in Tsc2 +/- Mice through Inhibition of Rheb12022

    • 著者名/発表者名
      Sugiura H, Shimada T, Moriya-Ito K, Goto JI, Fujiwara H, Ishii R, Shitara H, Taya C, Fujii S, Kobayashi T, Hino O, Worley PF, Yamagata K
    • 雑誌名

      J Neurosci

      巻: 42 ページ: 2598-2612

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.0449-21.2022

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tuberous Sclerosis Complex (TSC) Inactivation Increases Neuronal Network Activity by Enhancing Ca 2+ Influx via L-Type Ca 2+ Channels2021

    • 著者名/発表者名
      Hisatsune C, Shimada T, Miyamoto A, Lee A, Yamagata K
    • 雑誌名

      J Neurosci

      巻: 41 ページ: 8134-8149

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.1930-20.2021

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] てんかんの難治化因子neuritin2021

    • 著者名/発表者名
      島田忠之、山形要人
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience.

      巻: 39 ページ: 1588-1590

  • [学会発表] Reactive astrocyte-mediated memory disorder in tubular sclerosis complex model mouse2021

    • 著者名/発表者名
      Tadayuki Shimada, Hiroko Sugiura, and Kanato Yamagata
    • 学会等名
      第64回日本神経化学会大会,

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公開日: 2022-12-28  

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