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2014 年度 実績報告書

睡眠中の新生ニュー ロンの活性化が記憶に及ぼす機能

公募研究

研究領域多様性から明らかにする記憶ダイナミズムの共通原理
研究課題/領域番号 26115502
研究機関筑波大学

研究代表者

坂口 昌徳  筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 准教授 (60407088)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードadult neurogenesis / ニューロン新生 / 記憶 / 光遺伝学 / 睡眠
研究実績の概要

本年度、成体脳の新生ニューロンの記憶回路への統合過程における睡眠の役割りを検討した。まず、新生ニューロンにマウス遺伝学(pNestin-CreERT2 x CAG-LSL-Halo/Ch rhodopsine)を用いて、光受容体を選択的に発現させた。次に、このマウスの海馬歯状回に光ファイバーおよび脳波・筋電図記録電極を移植した。そしてさらに、新生ニューロンがその記憶回路へ統合されることが分かっている記憶学習課題(Contextual Fear Conditioning)を与えた(Arruda-Carvalho M*,Sakaguchi M* et al.,J. Neurosci.,2011,v31p15113,*equally contributed)。この学習課題直後より、脳波・筋電図をモニターすることで、睡眠のステージ判定をリアルタイムで行いながら、特定の睡眠ステージのみにおいて光照射を行った。この際に、睡眠ステージの自動判定システムと光照射の同期システムを開発した(KISSEI COMTEC社、BIOTEX社との共同開発)。これにより、ハイスループットに、新生ニューロンの興奮を各睡眠ステージ特異的に操作することができる。次に、記憶テストを行うことで、学習後の睡眠ステージ選択的な新生ニューロンの興奮制御が、記憶の固定化および睡眠の構築にどのような影響を与えるかについて検討した。驚くべきことに、睡眠ステージ特異的な制御によって、記憶の固定化に強い影響がでることを見出した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

光遺伝学による新生ニューロンの制御系が完全に稼働しており、睡眠ステージ特異的な介入操作により、記憶における機能的な表現形が見出されている。また、研究の途上で明らかになった記憶の固定化過程における汎化のメカニズムについて、次年度早期に発表が期待できる(Fujinaka et al., in preparation)

今後の研究の推進方策

ハイスループットの睡眠ステージの依存的光照射システムを用い、本研究の早期完成を目指す。また、c-fosマウス等を用いることで、学習中に興奮した申請ニューロンのみを遺伝学的に追跡し、記憶回路の形成過程と、申請ニューロンの興奮との関連を明らかにすることを目指す。

備考

Lab homepage:
http://sakurai-sakaguchi.wpi-iiis.tsukuba.ac.jp/

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 7件)

  • [雑誌論文] The role of adult-born neurons during sleep2015

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi M, Lazarus M, Yu LM, McHugh TJ, Sakurai T
    • 雑誌名

      日本応用酵素協会誌

      巻: 49 ページ: -

  • [雑誌論文] Posttraining ablation of adult-generated olfactory granule cells degrades odor-reward memories.2014

    • 著者名/発表者名
      Arruda-Carvalho M, Akers KG, Guskjolen A, Sakaguchi M, Josselyn SA, Frankland PW.
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience

      巻: 34(47) ページ: 15793-15803.

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.2336-13.2014.

    • 査読あり
  • [学会発表] Brain regeneration2015

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi M.
    • 学会等名
      Keio University Seminar in Dept. of Ophthalmology
    • 発表場所
      慶應義塾大学(新宿区、東京)
    • 年月日
      2015-09-03
    • 招待講演
  • [学会発表] The function of adult born neurons during sleep2015

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi M.
    • 学会等名
      Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      神戸国際会議場(神戸市、兵庫)
    • 年月日
      2015-07-29
    • 招待講演
  • [学会発表] 睡眠、記憶、再生2015

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi M.
    • 学会等名
      Conference of Creation of Serendipity, AIST
    • 発表場所
      産業技術総合研究所(つくば市、茨城)
    • 年月日
      2015-04-23
    • 招待講演
  • [学会発表] Manipulation of a traumatic memory -PTSDにおける汎化について-2014

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi M.
    • 学会等名
      Comprehensive Brain Science Network
    • 発表場所
      ガーデンパレス(千代田区、東京)
    • 年月日
      2014-12-13
    • 招待講演
  • [学会発表] Regeneration of neural circuits in the adult brain2014

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi M.
    • 学会等名
      KAIST seminar
    • 発表場所
      KAIST (Daejeon, Korea)
    • 年月日
      2014-12-09
    • 招待講演
  • [学会発表] Regeneration of neural circuits in the adult brain2014

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi M.
    • 学会等名
      Adult Neurogenesis Conference
    • 発表場所
      東京大学(柏、千葉)
    • 年月日
      2014-12-06
    • 招待講演
  • [学会発表] Adult neurogenesis, sleep and regenerative medicine2014

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi M.
    • 学会等名
      Japan-Korea medical student scientific exchange
    • 発表場所
      慶應義塾大学(信濃町、東京)
    • 年月日
      2014-07-28
    • 招待講演

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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