学習時を境として時間的両方向性に記憶痕跡細胞の活性と変遷を追う新規技術の構築

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26640008
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 大川 宜昭 富山大学, 大学院医学薬学研究部(医学), 講師 (80416651)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: Ca2+イメージング / 学習 / 記憶 / 神経活動 / 遺伝子発現 / 記憶痕跡 / レンチウイルス

研究実績の概要

本課題では、学習時と学習前・後の神経活動と、さらに学習後・想起後に神経活動依存的な遺伝子発現示す記憶を獲得した細胞（記憶痕跡細胞）の同定を、～数百個単位の海馬神経細胞から経時的イメージングにより同一個体内で観察できる新規技術を構築することを目的とした。
平成26年度には、内視鏡GRINレンズと超小型蛍光顕微鏡の慢性設置により海馬神経細胞の蛍光イメージング法を確立し、Thy1-G-CaMP7 Tgマウスでの～400個の神経細胞のCa2+動態と、c-fos-tTA Tgマウスで特定の記憶痕跡細胞へ発現させたKikGR蛍光タンパク質の自由行動下での観察が可能となっていた。
平成27年度は、Thy1-G-CaMP7×c-fos-tTA ダブルTgマウスを作出し、平成26年度に確立した、G-CaMP7によるCa2+動態とKiKGRによる記憶痕跡の可視化の両立を図ったことで、本申請の目的であった、自由行動下でのCa2+動態で示される神経活動の観察と、記憶痕跡細胞の同定が同一個体内で可能となった。
この独自技術の確立は、海馬依存的学習で出現する記憶痕跡細胞の同定を行い、これら記憶痕跡細胞に特有の学習前・学習時・学習後の神経活動パターンの特性や変化を、それ以外の細胞と比較検討することを可能にするものである。

研究成果

• [雑誌論文] 記憶痕跡とメモリーアロケーション (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐野良威、大川 宜昭、鈴木章円、井ノ口 馨
  • 雑誌名: 医学書院・生体の科学 特集：記憶ふたたび 巻: 67 ページ: 22-26
• [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: 10.1016/j.celrep.2015.03.017
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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: 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] オプトジェネティクスによる記憶の操作 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大川宜昭，井ノ口馨
  • 雑誌名: 羊土社・実験医学 特集：オプトジェネティクス・細胞・組織・個体を光で操作する 巻: 33 ページ: 3065-3069
• [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, 2015.
  • 発表場所: Chicago., USA.
  • 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, 2015.
  • 発表場所: Chicago., USA.
  • 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, 2015.
  • 発表場所: Chicago., USA.
  • 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, 2015.
  • 発表場所: Chicago., USA.
  • 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, 2015.
  • 発表場所: Chicago., USA.
  • 年月日: 2015-10-17 – 2015-10-21
  • 国際学会
• [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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-28
• [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: 279（うち89-104）
  • 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] 共同発表：異なる古い記憶を人為的に組み合わせ、新しい記憶を作り出すことに成功・JST・富山大学
  • URL: http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150403/