| 研究課題/領域番号 |
19K16280
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| 研究機関 | 生理学研究所 |
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研究代表者 |
石原 義久 生理学研究所, 脳機能計測・支援センター, 特任助教 (30802532)
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| 研究期間 (年度) |
2021-03-01 – 2025-03-31
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| キーワード | 海馬台 / 海馬体 / 情動記憶 / 報酬系 / 免疫組織化学 / 神経回路 / アルツハイマー病 / インターニューロン |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、海馬体の出力部である海馬台の近位部（Sub2）の形態と機能、とりわけ、「情動記憶」との関係を解明する試みです。損傷実験等により、海馬体は背側が空間記憶に、腹側が情動記憶に必須であることが知られていますが、免疫染色により、Sub2が海馬台遠位部（Sub1）とは全く異なるタンパク質発現を示し、海馬台全体に対するSub2の割合が腹側ほど大きくなることから、Sub2が情動記憶の神経基盤であることが予想されました。
それを確かめるために、情動や報酬学習に関係の深い側坐核に逆行性トレーサーを注入したところ、Sub2中層から側坐核シェルへの投射が確認できました。次に、このSub2－側坐核投射ニューロンに対する入力元を調べるために、大阪大の孫在隣先生と共同で、偏桃体のBLA核に順行性トレーサーを注入したところ、その軸索終末はSub2の表層に集中することが判明したため、入力元のリストから除外されました。第2の候補として、視床の結合核からSub2－側坐核ニューロンへの入力を、cre-loxPシステムのAAVと、Tet-offシステムのAAV、2つのシステムを電子顕微鏡と組み合わせて確認する計画を立て、鹿児島大の倉本恵梨子先生との共同研究を開始したところです。
また、Sub2－側坐核ニューロンが側坐核においてD1とD2どちらのドーパミン受容体を発現するニューロンにシナプス結合するのかをopto-tagging技術を用いて検証するために、ドイツテュービンゲンのマックスプランク研究所のIvan de Araujo先生の元を訪問し、共同研究の締結にこぎつけました。
さらに、後述するように、海馬台の介在ニューロンの分布地図の作成や、ADモデルマウスを用いた、海馬台におけるアミロイドβの局在解析などと組み合わせることで、Sub2記憶回路の詳細な、より機能的な理解につなげていきたいと考えています。
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| 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
共同執筆者の都合により、論文（予定タイトル：Morphological diversity inside the mouse subiculum revealed by a new marker protein fibronectin 1 ）の投稿が遅れていますが、論文としては既に完成しており、2024年度前半の投稿を目指しています。その他はおおむね順調に進展しています。2024年度の4月に異動があり、新しいラボで実験環境を整える必要がありますが、スタートした複数のプロジェクトを軌道に乗せていくことに注力したいと考えています。
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| 今後の研究の推進方策 |
まず、既に完成しているSub2の形態および神経回路に関する論文を投稿し、アクセプトを目指します。
その上で、上記のような実験計画を順次実行に移していきたいと考えています。以下では、「研究実績の概要」欄では説明できなかった２つの実験計画について紹介します。
1つ目の計画は、Sub2－側坐核ニューロンの神経回路を修飾する局所回路の解明です。抑制性のインターニューロンが介在することで、神経回路の出力は正反対になり得ますが、海馬台のインターニューロンの分布については先行研究がほぼなく、まずは海馬台のマーカーと多重染色することで、PV、SOM、CRなどの代表的なインターニューロンの分布地図を作製することからスタートしました。また、VIPインターニューロンの形態全体を可視化できるVIP Cre-tdTomatoマウスの脳を開発者のCheng-Chang Lien先生（台湾の国立陽明交通大学）から頂き、解析することになりました。
さらに、想定通りSub2が記憶や強化学習にとって重要な脳部位であるならば、その損傷は認知症の発症につながると想定されます。そこで、次のステップとして、Sub2とアルツハイマー型認知症（AD）との関連を調べる研究もスタートさせました。先行研究により、ADの初期段階において、認知症の原因物質だと考えられているアミロイドβが海馬台に集積することが知られていますが、その正確な局在については確かめられていません。そこで、名古屋市立大学の齊藤貴志先生に提供して頂いたADモデルマウスの灌流固定脳を免疫染色することで、海馬台におけるアミロイドβの局在を明らかにする実験を開始しました。これにより、アミロイドβがSub1とSub2どちらに多いのか、何層に集中しているのか等の情報が得られれば、AD発症の神経基盤の解明につながり、ADの治療や薬の標的を明らかにすることが期待されます。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ほぼ予定通り予算執行できましたが、数千円の残金が生じましたので、次年度予算と併せて使用いたします。
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