海馬学習依存的なAMPA受容体シナプス移行におけるアセチルコリンの役割

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20590232
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境生理学(含体力医学・栄養生理学)
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 美津島 大 横浜市立大学, 医学部, 准教授 (70264603)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 海馬 / アセチルコリン / 学習・記憶 / AMPA受容体 / シナプス移行

研究概要

ラットを用い受動的回避学習(IA task)を行い、海馬におけるAMPA受容体のシナプス移行を解析した。パッチクランプ法によりAMPA受容体のシナプス移行を検討したところ、学習依存的なシナプス移行が確認された。次に、シナプス移行を阻止するペプチド(MPR-DD)を、両側のCA1ニューロンに広範発現させると、学習成績が強く低下し、文脈学習が損なわれた。In vivo ACh分泌動態をみると、学習後にCA1領域でのアセチルコリン分泌量が上昇した。スコポラミンは学習の成立を阻止し、AMPA受容体のシナプス移行を阻止した。以上より、学習依存的な海馬ACh分泌が、CA1錐体細胞におけるAMPA受容体のシナプス移行に必要であることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] The Caenorhabditis elegans Elongator complex regulates neuronal alpha-tubulin acetylation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Solinger JA, Paolinelli R, Kloss H, Scorza FB, Marchesi S, Sauder U, Mitsushima D, Capuani F, Sturzenbaum SR, Cassata G.
  • 雑誌名: PLoS Genet 6 ページ: e1000820
• [雑誌論文] Skin-derived precursors differentiate into dopaminergic neuronal cells in the brains of Parkinson's disease model rats. (2010)
  • 著者名/発表者名: Higashida T, Jitsuki S, Kubo A, Mitsushima D, Kamiya Y, Kanno H.
  • 雑誌名: J Neurosurg 113 ページ: 648-655
• [雑誌論文] Food availability affects orexin A/ hypocretin-1-indindn-1-indretin-1-induced inhibition of pulsatile luteinizing hormone secretion in female rats. (2010)
  • 著者名/発表者名: Furuta M, Mitsushima D, Shinohara K, Kimura F, Funabashi T.
  • 雑誌名: Neuroendocrinology 91 ページ: 41-47
• [雑誌論文] Formalin-induced nociceptive behavior and c-Fos expression in middle-aged female rats. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara H, Kimura F, Mitsushima D, Funabashi T.
  • 雑誌名: Physiol Behav 100 ページ: 101-104
• [雑誌論文] Gonadal steroids maintain 24-hacetylcholine release in the hippocampus : organizational and activational effects in behaving rats. (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitsushima D, Takase K, Funabashi T, Kimura F.
  • 雑誌名: J Neurosci 29 ページ: 3808-3815
• [雑誌論文] Sex-specific 24-h acetylcholine release profile in the medial prefrontal cortex : simultaneous measurement of spontaneous locomotor activity in behaving rats. (2009)
  • 著者名/発表者名: Takase K, Kimura F, Yagami T, Mitsushima D.
  • 雑誌名: Neuroscience 159 ページ: 7-15
• [雑誌論文] Sex-specific 24-h profile of extracellular serotonin levels in the medial prefrontal cortex. (2009)
  • 著者名/発表者名: Jitsuki S, Kimura F, Funabashi T, Takahashi T, Mitsushima D.
  • 雑誌名: Brain Res 1260 ページ: 30-37
• [雑誌論文] Strain differences in extracellular amino acid neurotransmitter levels in the hippocampi of MHC-congenic mice in response to toluene exposure. (2009)
  • 著者名/発表者名: Tin-Tin-Win-Shwe, Mitsushima D, Yamamoto S, Funabashi T, Fujimaki H.
  • 雑誌名: Neuroimmuno-modulation 16 ページ: 185-190
• [雑誌論文] Establishment of a mouse model to assess brain neurotransmitter level and learning performance simultaneously following toxic chemical exposure: using in vivo microdialysis and schedule-controlled operant behavior. (2009)
  • 著者名/発表者名: Tin-Tin-Win-Shwe, Hojo R, Mitsushima D, Nakajima D, Yamamoto S, Fujimaki H.
  • 雑誌名: J UOEH 31 ページ: 1-11
• [雑誌論文] Extracellular glutamate level and NMDA receptor subunit expression in mouse olfactory bulb following nanoparticle-rich diesel exhaust exposure. (2009)
  • 著者名/発表者名: Win-Shwe TT, Mitsushima D, Yamamoto S, Fujitani Y, Funabashi T, Hirano S, Fujimaki H.
  • 雑誌名: Inhal Toxicol 21 ページ: 828-836
• [雑誌論文] Sex differences in the responses of orexin neurons in the lateral hypothalamic area and feeding behavior to fasting. (2009)
  • 著者名/発表者名: Funabashi T, Hagiwara H, Mogi K, Mitsushima D, Shinohara K, Kimura F.
  • 雑誌名: Neurosci Lett 463 ページ: 31-34
• [雑誌論文] The cAMP response element-binding protein in the bed nucleus of the stria terminalis modulates the formalin-induced pain behavior in the female rat. (2009)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara H, Ishida M, Arita J, Mitsushima D, Takahashi T, Kimura F, Funabashi T.
  • 雑誌名: Eur J Neurosci 30 ページ: 2379-2386
• [学会発表] Cholinergic activation is requied for learning-dependent AMPA receptor delivery into the CA3-CA1 synapses. (2011)
  • 著者名/発表者名: Mitsushima D,, Takahashi T.
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington DC, USA(予定)
  • 年月日: 20111100
• [学会発表] Contextual learning requires synaptic AMPA receptor delivery at Schaffer collateral synapses in the dorsal hippocampus. (2011)
  • 著者名/発表者名: Mitsushima D,, Takahashi T.
  • 学会等名: Invited speaker in Annual Congress of NeuroTalk, Dalian
  • 発表場所: China
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Sex steroids activate sex-specific and time-dependent acetylcholine release in the hippocampus. (2011)
  • 著者名/発表者名: 美津島大
  • 学会等名: Invited speaker in World Congress of Endobolism, Xiamen
  • 発表場所: China
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Contextual learning requires synaptic AMPA receptor delivery in the hippocampus : effect of delivery blocking in behaving rats. (2011)
  • 著者名/発表者名: Mitsushima D,, Takahashi T.
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Laboratory Meeting : Molecules to Circuits & Behavior
  • 発表場所: NewYork, USA
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Contextual learning requires synaptic AMPA receptor delivery in the hippocampus. (2010)
  • 著者名/発表者名: Mitsushima D,, Ishihara K, Sano A, Takahashi T.
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: SanDiego, USA
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Learning requires synaptic delivery of AMPA receptors at Schaffer collateral synapses in the dorsal hippocampus. (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitsushima D,, Ishihara K, Kamiya Y, Takahashi T.
  • 学会等名: International Union of Physiological Sciences
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] Hippocampal learning requires synaptic delivery of AMPA receptors at CA3-CA1 synapses. (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitsushima D,, Ishihara K, Kamiya Y, Takahashi T.
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] Social isolation produces glucocorticoid-mediated disruption of cortical circuit formation. (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki T, Takase K, Tada H, Mitsushima D, Takahashi T.
  • 学会等名: International Union of Physiological Sciences
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] 自由行動ラットにおける海馬学習のメカニズム:アセチルコリンによるAMPA受容体のシナプス移行 (2008)
  • 著者名/発表者名: 美津島大
  • 学会等名: 大阪大学基礎工学部 未来ラボシステム講演会 特別講演
  • 発表場所: 吹田
  • 年月日: 20080000
• [学会発表] 脳機能の発達と性差:生殖機能と高次機能 (2008)
  • 著者名/発表者名: 美津島大
  • 学会等名: 北海道大学大学院歯学研究セミナー, 特別講演
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20080000
• [学会発表] Gonadal steroids maintain 24-h acetylcholine release in the dorsal hippocampus : organizational and activational effects in behaving rats. (2008)
  • 著者名/発表者名: 美津島大
  • 学会等名: Invited speaker in US/Japan Neurosteroid Symposium
  • 発表場所: Gifu, Japan
  • 年月日: 20080000
• [図書] Sex differences in the cholinergic system in rats: behavioural consequences. In: Current Topics in Behavioral Neurosciences (CTBN) book series. Editor: Prof. Jo Neil. (2011)
  • 著者名/発表者名: 美津島大
  • 出版者: Springer, Heidelberg, Germany(in press)
• [図書] ストレス科学事典 日本ストレス学会 財団法人パブリックリサーチセンター監修 (2011)
  • 著者名/発表者名: 美津島大、他数十名の執筆者と共著
  • 出版者: 実務教育出版
• [図書] Sex Steroids and Acetylcholine Release in Hippocampus. In: Vitamins and Hormones-Hormones of the limbic system. Editor : Prof. Gerald Litwack. 82 (2010)
  • 著者名/発表者名: 美津島大
  • 総ページ数: 263-277
  • 出版者: Academic Press /Elsevier, NY, USA.
• [図書] Sex difference in learning and memory : effects of sex differentiation, development, and environments on the basal forebrain cholinergic system. In : Horizons in Neuroscience Research, Volume 2. Editor : Dr. Andres Costa and Eugenio Villalba (2010)
  • 著者名/発表者名: Takase K, Mitsushima D.
  • 出版者: Nova Science Publisher Inc, NY, USA.
• [図書] Neural network controlling GnRH neurons in sexual dimorphism of gonadotropin release. In : Current Trends in Endocrinology. Editor : Prof. 4 (2010)
  • 著者名/発表者名: Tin-Tin-Win-Shwe, Mitsushima D.
  • 総ページ数: 65-75
  • 出版者: Ninu Joseph. Research Trends, Kerala
• [備考] ホームページ等,日本生理学会 サイエンストピックス N0.64
  • URL: http://physiology.jp/