新奇環境認知により活性化される単一ニューロン種のトランスクリプトーム解析

2014 年度 実績報告書

• 研究領域: マイクロエンドフェノタイプによる精神病態学の創出
• 研究課題/領域番号: 25116507
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 奥野 浩行 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 特定准教授 (80272417)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: トランスクリプトーム解析 / 単一ニューロン / 活動依存的遺伝子

研究実績の概要

大脳の認知機能の維持には神経活動依存的な遺伝子発現や蛋白質合成が必要であり、このような細胞遺伝子応答の異常・失調は神経発達障害や精神疾患病態に関連することが示唆されている。特に、外的環境の情報処理や社会的交互作用プロセスに関与する神経ネットワークにおける遺伝子発現応答の全体像を把握することは神経・精神病態の理解に極めて重要だと考えられが、このような遺伝子応答は経験や生活履歴などによる個体差の影響も大きく、これまでのところ統一的な理解には至っていない。本研究では新奇環境経験によって活性化された大脳・海馬における神経細胞を可視化して同定することにより、脳スライスから実験群と対照群の細胞を単一細胞レベルで採取し、細胞タイプ特異的、活性化ニューロン特異的なトランスクリプトーム解析を行うことを目的とする。本手法の確立は精神病態のマイクロエンドフェノタイプ同定への有効なアプローチ法の一つとなると考えられる。平成２６年度は計画にそって研究を進め以下の結果を得た。
１、微量RNAサンプルからの高効率逆転写反応の最適化を行い、数個の細胞群からのRNA-Seq法を効率良く行うことのできる系を確立した。
２、上記の方法を用い極少数の海馬歯状回顆粒細胞における新奇環境暴露後の網羅的遺伝子発現プロファイルを得た。複数の独立サンプルからの結果を用いて統計解析を行い有意に遺伝子発現上昇または現象する遺伝子リストを決定した。
３、単一大脳神経細胞からRNA-Seq解析を行うための新規プロトコールを開発した。

現在までの達成度 (段落)

26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

26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] Neuromodulatory effect of G-alpha-s- or G-alpha-q-coupled G-protein-coupled receptor on NMDA receptor selectively activates the NMDA receptor/Ca2+/calcineurin/cAMP response element-binding protein-regulated transcriptional coactivator 1 pathway to effectively induce brain-derived neurotrophic factor expression in neurons (2015)
  • 著者名/発表者名: Fukuchi, M., Tabuchi, A., Kuwana, Y., Watanabe, S., Inoue, M., Takasaki, I., Izumi, H., Tanaka, A., Inoue, R., Mori, H., Komatsu, H., Takemori, H., Okuno, H., Bito, H., Tsuda, M.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 35 ページ: 5606-5624
  • DOI: DOI:10.1523/JNEUROSCI.3650-14.2015
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Region-specific activation of CRTC1-CREB signaling mediates long-term fear memory (2014)
  • 著者名/発表者名: Nonaka, M., Kim, R., Fukushima, H., Sasaki, K., Suzuki, K., Okamura, M., Ishii, Y., Kawashima, T., Kamijo, S., Takemoto-Kimura, S., Okuno, H., Kida, S., Bito, H
  • 雑誌名: Neuron 巻: 84 ページ: 92-106
  • DOI: doi:10.1016/j.neuron.2014.08.049
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 活動依存的遺伝子Arcのシナプス調節と記憶制御機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 奥野浩行
  • 学会等名: 日本神経化学学会
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2014-09-29
  • 招待講演
• [学会発表] Inverse synaptic tagging of Arc and its role on memory functions (2014)
  • 著者名/発表者名: 奥野浩行
  • 学会等名: 日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-09-11
  • 招待講演
• [図書] Inverse synaptic tagging by Arc in "Novel Mechanisms of Memory" (2015)
  • 著者名/発表者名: Okuno, H., Araki, A., Minatohara, K.
  • 総ページ数: in press
  • 出版者: Springer
• [図書] Neuroplasticity in “Homeostatic control of brain function” (2015)
  • 著者名/発表者名: Okuno, H
  • 総ページ数: in press
  • 出版者: Oxford University Press