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2018 年度 実績報告書

機能的回路多重標識と転写産物プロファイリングによる脳多領野記憶痕跡モデルの検証

公募研究

研究領域脳情報動態を規定する多領野連関と並列処理
研究課題/領域番号 18H05127
研究機関鹿児島大学

研究代表者

奥野 浩行  鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (80272417)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード多領野相互作用 / 記憶痕跡 / Arc
研究実績の概要

学習時に活性化されて記憶痕跡となる神経細胞は海馬や前頭皮質、頭頂皮質、扁桃体など複数の大脳領野に並列的に存在するが、これら領野間での相互作用が記憶の獲得や維持、想起に対してどのように関与するのかについては明らかになっていない。本研究では記憶痕跡の多領域間相互作用様式とその遷移を解析することにより、それぞれの脳領域にある記憶痕跡の機能を明らかにすることを目的とする。このため平成30年度では活動依存的遺伝子発現系と薬剤依存的遺伝子制御系を組み合わせることにより、マウスにおいて記憶関連細胞を多時点で標識するシステムの構築を行った。前初期遺伝子Arcは記憶と関連する神経活動と良く相関した発現を示す。このArc遺伝子のプロモーターを利用し、その下流に薬剤依存的リコンビナーゼを配置したトラスジェニックマウスを作成し、このマウスとリコンビナーゼ依存的レポーターマウスとを掛け合わせた2重トランスジェニックマウスを得た。このマウスでは薬剤投与と神経活動が同時期に起こった場合のみにレポータータンパク質が発現した。次に、このマウスを用いて文脈依存的な恐怖条件付け等の記憶課題を行わせ、記憶想起などのイベントにレポーター標識される神経細胞を海馬で定量的な解析を行った。海馬の歯状回においては記憶想起によるレポーター発現がみられたが、レポーター陽性細胞の数は記憶獲得からの時間によってほとんど変化しないという結果が得られた。また、解析感度や効率を上げるため、新しい薬剤依存的なレポーター発現システム構築の検討を行った。

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

実験計画について順調に実験を進めており、大脳組織学的解析および新規レポーターシステムの構築も進んでいる。

今後の研究の推進方策

次年度では、これまで得られたデータの定量解析と統計的評価を行い、結果の解釈と生物学的な意義を考察する。また、海馬以外の多領野もしも計画どおりに進まない場合は、現在構築中のレポーターシステムに切り替えて実験を進める。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Stanford University/University of Arizona/TGen(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Stanford University/University of Arizona/TGen
  • [国際共同研究] Max Planck Institute(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Max Planck Institute
  • [雑誌論文] Long-Term Consolidation of Ensemble Neural Plasticity Patterns in Hippocampal Area CA12018

    • 著者名/発表者名
      Attardo Alessio、Lu Ju、Kawashima Takashi、Okuno Hiroyuki、Fitzgerald James E.、Bito Haruhiko、Schnitzer Mark J.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 25 ページ: 640~650

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2018.09.064

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Seizure-Induced Arc mRNA Expression Thresholds in Rat Hippocampus and Perirhinal Cortex2018

    • 著者名/発表者名
      Chawla Monica K.、Gray Daniel T.、Nguyen Christie、Dhaliwal Harshaan、Zempare Marc、Okuno Hiroyuki、Huentelman Matthew J.、Barnes Carol A.
    • 雑誌名

      Frontiers in Systems Neuroscience

      巻: 12 ページ: 53

    • DOI

      10.3389/fnsys.2018.00053

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Contribution of dentate gyrus granule cells to remote memory retrieval revealed by novel Arc-based labeling methods2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Okuno
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Memory-related activity-regulated transcripts revealed by single cell RNASeq analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Okuno
    • 学会等名
      第61回日本神経化学大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Specification of a remote memory cell ensemble during cortical tagging2018

    • 著者名/発表者名
      Kim R, Kondo Y, Kawashima T, Inoue M, Ishii Y, Inokuchi K, Sakai K, Nonaka M, Sakamoto H, Okuno H, Bito H.
    • 学会等名
      Soc for Neurosci Annual Meeting
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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