記憶アップデートの分子・細胞メカニズム

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23220009
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 井ノ口 馨 富山大学, 医学薬学研究部(医学), 教授 (20318827)
• 研究分担者: 岡田 大助 北里大学, 医学部, 講師 (10211806)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 脳･神経 / 記憶形成 / アップデート / シナプスタグ / セルアセンブリ

研究実績の概要

【1】秒～分～時間の間隔で入ってくる２つの情報の間の連合による書き換え
行動タグ：　新規物体認識（NOR）課題と新規文脈記憶課題へ暴露することで短期NOR記憶が長期記憶へと変換する行動タグ系に、ドーパミン系が重要な役割を果たしていること、また、それぞれの記憶に対応するセルアセンブリのオーバーラップ（共有）の度合がドーパミン系により制御されていることを明らかにした。　シナプスタグ：　EGFP融合Homer1a蛋白質の単一スパイン内での消光後蛍光回復（FRAP）の解析から、シナプス活動によるNMDA受容体を介したPKGの活性化がシナプスタグを誘導すること、従って、その下流の効果がシナプスタグの分子実体であることを示唆する結果を得た。
【2】日～月の間隔で入ってくる情報間の干渉による書き換え
異なる連合記憶同士の連合（高次の連合）：　味覚嫌悪学習(CTA)と音恐怖条件付け（AFC）の高次連合課題において、CTAエングラムとAFCエングラム間で共有されているオーバーラップ細胞群のみを特異的光遺伝学的に抑制すると、CTAとAFC間の連合が抑制された。CTA, AFCそれぞれの記憶そのものは影響を受けずに正常であった。これらの結果から、２つのセルアセンブリ間のオーバーラップが、記憶の高次連合を担っていることを明らかにした。　　再固定化：　オートファジーの亢進が想起に伴う記憶の不安定化を促進することを分子レベル（AMPA受容体）、シナプスレベル（LTP）、行動レベル（恐怖条件付け）で示した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Frequency-specific stimulations induce reconsolidation of long-term potentiation in freely moving rats (2016)
  • 著者名/発表者名: Okubo-Suzuki R., Saitoh Y., Shehata M., Zhao Q., Enomoto H., and Inokuchi K.
  • 雑誌名: Molecular Brain 巻: 9 ページ: -
  • DOI: DOI: 10.1186/s13041-016-0216-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Artificial Association of Pre-stored Information to Generate a Qualitatively New Memory (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohkawa N., Saitoh Y., Suzuki A., Tsujimura S., Murayama E., Kosugi S., Nishizono H., Matsuo M., Takahashi Y., Nagase M., Sugimura Y.K., Watabe A.M., Kato F., and Inokuchi K.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 11 ページ: 261-269
  • DOI: DOI: 10.1016/j.celrep.2015.03.017
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Targeting of ribosomal protein S6 to dendritic spines by in vivo high frequency stimulation to induce long-term potentiation in the dentate gyrus (2015)
  • 著者名/発表者名: Nihonmatsu I., Ohkawa N., Saitoh Y. and Inokuchi K.
  • 雑誌名: Biology Open 巻: 4 ページ: 1387-1394
  • DOI: DOI: 10.1242/bio.013243
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A lognormal recurrent network model for burst generation during hippocampal sharp waves (2015)
  • 著者名/発表者名: Omura Y., Carvalho M., Inokuchi K. and Fukai T.
  • 雑誌名: J. Neurosci. 巻: 35 ページ: 14585-14601
  • DOI: DOI: 10.1523/JNEUROSCI.4944-14.2015
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Generating an artificial CS-US associative memory by manipulation of parietal association cortex (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki A., Kosugi-Ushijima S., Ohkawa N., Matsuo M., Nishizono H., and Inokuchi K.
  • 学会等名: Neuroscience 2015, Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: シカゴ（アメリカ合衆国）
  • 年月日: 2015-10-17 – 2015-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] Enhancing memory destabilization through protein degradation induction (2015)
  • 著者名/発表者名: Shehata M., Zhao Q., Abdou K., Okubo-Suzuki R., Saitoh Y., Kitamura T., Nishizono H., Matsuo M., Ohkawa N., and Inokuchi K.
  • 学会等名: Neuroscience 2015, Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: シカゴ（アメリカ合衆国）
  • 年月日: 2015-10-17 – 2015-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] Overlapping in two cellular ensembles in the hippocampal CA1 region is important for behavioral tagging (2015)
  • 著者名/発表者名: Nomoto M., Ohkawa N., Nishizono H., Matsuo M., Yokose J., Takahashi Y., Nagase M., Suzuki A., Watabe A.M., Kato F., and Inokuchi K.
  • 学会等名: Neuroscience 2015, Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: シカゴ（アメリカ合衆国）
  • 年月日: 2015-10-17 – 2015-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] Synergistic activity during retrieval of neuronal ensembles between two distinct memory traces generates cross-modal linkage (2015)
  • 著者名/発表者名: Yokose J., Nomoto M., Okubo-Suzuki R., Ohkawa N., Nishizono H., Matsuo M., Suzuki A., Takahashi Y., Nagase M., Watabe A.M., Kato F., and Inokuchi K.
  • 学会等名: Neuroscience 2015, Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: シカゴ（アメリカ合衆国）
  • 年月日: 2015-10-17 – 2015-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] Adult neurogenesis modulates the hippocampal learning capacity (2015)
  • 著者名/発表者名: Alam M., Kitamura T., Saitoh Y., Ohkawa N., Kondo T., and Inokuchi K.
  • 学会等名: Neuroscience 2015, Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: シカゴ（アメリカ合衆国）
  • 年月日: 2015-10-17 – 2015-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] Generating an artificial CS-US associative memory by manipulation of parietal association cortex (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki A., Kosugi-Ushijima S., Ohkawa N., Matsuo M., Nishizono H., and Inokuchi K.
  • 学会等名: 14th Annual MCCS meeting in Chicago
  • 発表場所: シカゴ（アメリカ合衆国）
  • 年月日: 2015-10-15 – 2015-10-16
  • 国際学会
• [学会発表] Enhancing memory destabilization through protein degradation induction (2015)
  • 著者名/発表者名: Shehata M., Zhao Q., Abdou K., Okubo-Suzuki R., Saitoh Y., Kitamura T., Nishizono H., Matsuo M., Ohkawa N., and Inokuchi K.
  • 学会等名: 14th Annual MCCS meeting in Chicago
  • 発表場所: シカゴ（アメリカ合衆国）
  • 年月日: 2015-10-15 – 2015-10-16
  • 国際学会
• [学会発表] Overlapping in two cellular ensembles in the hippocampal CA1 region is important for behavioral tagging (2015)
  • 著者名/発表者名: Nomoto M., Ohkawa N., Nishizono H., Matsuo M., Yokose J., Takahashi Y., Nagase M., Suzuki A., Watabe A.M., Kato F., and Inokuchi K.
  • 学会等名: 14th Annual MCCS meeting in Chicago
  • 発表場所: シカゴ（アメリカ合衆国）
  • 年月日: 2015-10-15 – 2015-10-16
  • 国際学会
• [学会発表] Synergistic activity during retrieval of neuronal ensembles between two distinct memory traces generates cross-modal linkage (2015)
  • 著者名/発表者名: Yokose J., Nomoto M., Okubo-Suzuki R., Ohkawa N., Nishizono H., Matsuo M., Suzuki A., Takahashi Y., Nagase M., Watabe A.M., Kato F., and Inokuchi K.
  • 学会等名: 14th Annual MCCS meeting in Chicago
  • 発表場所: シカゴ（アメリカ合衆国）
  • 年月日: 2015-10-15 – 2015-10-16
  • 国際学会
• [学会発表] Adult neurogenesis modulates the hippocampal learning capacity (2015)
  • 著者名/発表者名: Alam M., Kitamura T., Saitoh Y., Ohkawa N., Kondo T., and Inokuchi K.
  • 学会等名: 14th Annual MCCS meeting in Chicago
  • 発表場所: シカゴ（アメリカ合衆国）
  • 年月日: 2015-10-15 – 2015-10-16
  • 国際学会
• [学会発表] Cellular Ensemble Mechanisms Underlying the Interaction of Distindt Units of Information (2015)
  • 著者名/発表者名: 井ノ口馨
  • 学会等名: 東北大学知のフォーラム 脳科学最前線 「Memory and Mind」
  • 発表場所: 東北大学知の館（仙台市青葉区）
  • 年月日: 2015-09-28 – 2015-09-29
  • 招待講演
• [学会発表] 虚記憶を創り出す：細胞集成体理論を基として (2015)
  • 著者名/発表者名: 井ノ口馨
  • 学会等名: 第39回日本神経心理学会学術集会
  • 発表場所: 札幌市教育文化会館（札幌市中央区）
  • 年月日: 2015-09-10 – 2015-09-11
  • 招待講演
• [学会発表] Artificial association of pre-stored information in hippocampus and amygdala (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohkawa N., Saitoh Y., Suzuki A., Tsujimura S., Murayama E., Kosugi S., Nishizono H., Matsuo M., Takahashi Y., Nagase M., Sugimura Y.K., Watabe A.M., Kato F., Inokuchi K.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸国際展示場（神戸市中央区）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] Parietal association cortex regulates CS-US association of contextual fear memory (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki A., Kosugi S., Ohkawa N., Nishizono H., Inokuchi K.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸国際展示場（神戸市中央区）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] Enhancing memory destabilization through protein degradation induction (2015)
  • 著者名/発表者名: Shehata M., Nishizono H., Inokuchi K.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸国際展示場（神戸市中央区）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] Overlapping in two cellular ensembles in the hippocampal CA1 region is required for behavioral tagging (2015)
  • 著者名/発表者名: Nomoto M., Yokose J., Takahashi Y., Nagase M., Suzuki A., Ohkawa N., Nishizono H., Watabe A.M., Kato F., Inokuchi K.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸国際展示場（神戸市中央区）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] Synergistic activity between distinct neuronal ensembles creates the association of memory (2015)
  • 著者名/発表者名: Yokose J., Nomoto M., Okubo-Suzuki R., Takahashi Y., Nagase M., Suzuki A., Ohkawa N., Nishizono H., Watabe A.M., Kato F., Inokuchi K.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸国際展示場（神戸市中央区）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] LTP reconsolidation revealed by field EPSP recording in freely moving rats (2015)
  • 著者名/発表者名: Zhao Q., Yamamoto A., Okubo-Suzuki R., Saitoh Y., Inokuchi K.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸国際展示場（神戸市中央区）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] Adult neurogenesis modulates the hippocampal learning capacity (2015)
  • 著者名/発表者名: Jahangir A.M., Kitamura T., Saitoh Y., Ohkawa N., Kondo T., Inokuchi K.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸国際展示場（神戸市中央区）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] Automatic detection system of cell shape and spike timing for calcium imaging data using iterative sequential quadratic programing (2015)
  • 著者名/発表者名: Takekawa T., Sato M., Ohkawa N., Inokuchi K., Hayashi Y., Fukai T.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸国際展示場（神戸市中央区）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] Cell ensemble mechanisms underlying the association of two independent memories (2015)
  • 著者名/発表者名: Inokuchi K.
  • 学会等名: The 10th International Conference of Neurons and Brain Diseases
  • 発表場所: Xian（中国）
  • 年月日: 2015-06-22 – 2015-06-24
  • 国際学会
• [図書] Ｑ＆Ａ－神経科学の素朴な疑問 Ｑ ど忘れはどうして起こるのですか？. 月刊 臨床神経科学 ブレインマシンインターフェース 34 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木章円，井ノ口馨
  • 総ページ数: 130（245）
  • 出版者: 中外医学社
• [図書] 虚記憶を創り出す：細胞集成体理論を基として. 神経心理学 32 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井ノ口馨
  • 総ページ数: 102（3-9）
  • 出版者: 日本神経心理学会
• [図書] 記憶痕跡とメモリーアロケーション. 生体の科学・特集 記憶ふたたび, (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐野良威，大川宜昭，鈴木章円，井ノ口 馨
  • 総ページ数: 92（22-26）
  • 出版者: 医学書院
• [図書] 記憶をあやつる (2015)
  • 著者名/発表者名: 井ノ口馨
  • 総ページ数: 198
  • 出版者: 角川書店
• [図書] 記憶のダイナミクスとそのメカニズム，リハビリテーションのためのニューロサイエンス 脳科学からみる機能回復 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大川 宜昭, 浦川 将
  • 総ページ数: 296（89-104）
  • 出版者: メジカルビュー社
• [図書] オプトジェネティクスによる記憶の操作. 実験医学 33 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大川宜昭，井ノ口馨
  • 総ページ数: 153（3065-3069）
  • 出版者: メジカルビュー社
• [備考] 富山大学大学院 医学薬学研究部（医学） 生化学講座
  • URL: http://www.med.u-toyama.ac.jp/bmb/index-j.html
• [備考] Nature
  • URL: http://www.nature.com/nature/journal/v520/n7546/full/520135a.html
• [備考] EurekAlert
  • URL: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-04/cp-rca032615.php
• [備考] SciGuru Science News
  • URL: http://www.sciguru.org/newsitem/18834/researchers-create-artificial-link-between-unrelated-memories
• [備考] NHK Eテレ サイエンスZERO
  • URL: http://www.nhk.or.jp/zero/contents/dsp536.html