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2015 年度 実績報告書

嗅内皮質-海馬歯状回シナプス分子欠乏による空間失認と適応的代償機構の解析

公募研究

研究領域行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構
研究課題/領域番号 15H01429
研究機関名古屋大学

研究代表者

木下 専  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30273460)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード嗅内皮質 / 海馬 / 興奮性シナプス / スパイン / グルタミン酸受容体 / セプチン / 行動試験
研究実績の概要

嗅内皮質―海馬間の双方向性興奮性投射路が構成する閉鎖回路は記憶と空間認知の中枢として重要である。興奮性シナプスの近傍(pre/post/perisynapse)には足場蛋白質セプチンのサブセットから成る線維状重合体が局在してシナプス伝達調節に寄与しているが、postsynapseにおける機能は全く不明である。当グループは、特定のセプチン・サブユニットを欠損する遺伝子改変マウス系統が空間定位能力や空間記憶を維持しながらも空間形状の弁別能力を欠くことを一連の行動学的試験により見出した。このユニークな認知機能障害の責任領域を精査したところ、上記神経回路のうち特定のシナプスにおける後シナプス膜上グルタミン酸受容体の欠乏とスパインの未熟化を認め、選択的なシナプス伝達障害が示唆された。しかし、発生期からの慢性的セプチン欠損に対して類似遺伝子が発現変動するなどして異常が代償されている可能性も示唆された。そこで当該シナプスのセプチンを細胞選択的かつ急性に欠乏/欠損させる分子レベルのlesion studyを行い、行動>シナプス微細構造>シナプス分子の3つの階層でフェノタイプの変遷を経時的・定量的に精査した。これまでに、セプチン急性欠乏によるシナプス阻害により、上記マウスの空間弁別障害の責任シナプスの確定と適応的代償メカニズムの探索を行った。

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

野生型マウスの両側海馬の亜領域選択的にRNAiによりセプチンを急性欠乏させたところ、セプチン遺伝子欠損マウスの表現型が予想通り再現できた。予定通り、この系を用いて研究を推進している。

今後の研究の推進方策

セプチン欠損マウスの当該領域への遺伝子導入による空間弁別障害のレスキューを試み、シナプス構造~回路レベルで回復過程を解析する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [学会発表] Spatial discrimination defects caused by chronic, systemic loss of a septin subunit is recapitulated by its acute, local depletion in the hippocampal dentate gyrus.2016

    • 著者名/発表者名
      Ageta-Ishihara N, Yamada T, Y. Suzuki Y, A. Sawada A, Takao K, Miyakawa T, Okamura M, Bito H, Inokuchi K, Kinoshita M.
    • 学会等名
      International Symposium on Adaptive Circuit Shift 2016 “Integrative Neural Network Linking Multiple Brain Areas for Behavioral Adaptation”
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-03-03 – 2016-03-03
    • 国際学会
  • [学会発表] Septins as multifunctional cytoskeletal scaffold for the structural and functional organization of axons and synapses.2016

    • 著者名/発表者名
      Ageta-Ishihara N, Kinoshita M.
    • 学会等名
      Keystone Symposia “Axons: From Cell Biology to Pathology”
    • 発表場所
      Santa Fe, NM, USA
    • 年月日
      2016-01-24 – 2016-01-27
    • 国際学会
  • [学会発表] Biochemical and ultrastructural endophenotype underlying impaired spatial discrimination of mice that lack a septin subunit2015

    • 著者名/発表者名
      上田(石原)奈津実、深澤有吾、木下 専
    • 学会等名
      文部科学省科研費補助金 新学術領域研究「包括脳ネットワーク」 冬のワークショップ
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-12-18 – 2015-12-18
  • [学会発表] 嗅内皮質-海馬歯状回シナプス分子欠乏による空間失認と適応的代償機構の解析2015

    • 著者名/発表者名
      上田(石原)奈津実、尾藤晴彦、木下 専
    • 学会等名
      文部科学省科学研究費 新学術領域研究「行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構」平成27年度冬の班会議
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-12-17 – 2015-12-17
  • [学会発表] Analysis of septin mutant mice with impaired spatial recognition2015

    • 著者名/発表者名
      上田(石原)奈津実、増田博紀、真野善有、澤田明宏、矢野夢生、山田哲也、尾藤晴彦、高雄啓三、宮川 剛、重本隆一、深澤有吾、木下 専
    • 学会等名
      第37回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-28
    • 国際学会
  • [学会発表] 嗅内皮質-海馬歯状回シナプス分子欠乏による空間失認と適応的代償機構の解析2015

    • 著者名/発表者名
      上田(石原)奈津実、尾藤晴彦、木下 専
    • 学会等名
      文部科学省科学研究費 新学術領域研究「行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構」平成27年度夏の班会議
    • 発表場所
      福島
    • 年月日
      2015-06-26 – 2015-06-26

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公開日: 2017-01-06  

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