2019 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular and neural mechanism of memory regulation during sleep
Project/Area Number |
18H02523
|
Research Institution | Nagoya University |
Principal Investigator |
山中 章弘 名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (60323292)
|
Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
Keywords | 睡眠 / 視床下部 / メラニン凝集ホルモン / オレキシン / 神経ペプチド / アデノ随伴ウイルスベクター / 光遺伝学 / 化学遺伝学 |
Outline of Annual Research Achievements |
視床下部のメラニン凝集ホルモン産生神経(MCH)神経が、睡眠覚醒状態のどのタイミングで活性化されているのかについて、カルシウムインジケータであるGCaMP6とファイバーフォトメトリーを用いた記録を行った。その結果、MCH神経活動は、覚醒時に僅かに観察され、レム睡眠時に強い活動が見られるものの、ノンレム睡眠時にはほとんど活動が見られなかった。次に、超小型顕微鏡を用いた1細胞レベルでのMCH神経活動のイメージングによって、MCH神経には、覚醒時に活動するタイプ、レム睡眠時に活動するタイプ、覚醒時とレム睡眠時の両方で活動するタイプの3種類存在することが明らかになった。MCH神経活動を光遺伝学や化学遺伝学を用いて操作して、記憶を評価できる行動実験と組み合わせて、MCH神経活動と記憶の関係について検討を行った。その結果、MCH神経を活性化させると記憶が悪くなり、抑制すると記憶が良くなった。次に、3つのタイプのMCH神経のどのタイプが記憶の制御に関わっているのかを明らかにするために、脳波筋電図から睡眠覚醒状態をリアルタイムで判定しながら、MCH神経の活動を睡眠覚醒状態依存的に抑制した。その結果レム睡眠時だけでMCH神経活動を抑制した場合に記憶が良くなった。これらのことから、レム睡眠時に活動するMCH神経が記憶を悪くしていることが明らかになった(Izawa et al., Science 365(6459), pp.1308-1313, 2019)。
|
Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
光遺伝学、化学遺伝学などの神経活動操作を駆使してMCH神経活動がレム睡眠時に記憶の制御に関わっていることを明らかにし、これらの結果をまとめて、Science誌に報告することができた。
|
Strategy for Future Research Activity |
今後はメラニン凝集ホルモン産生神経がレム睡眠時に記憶を制御する分子メカニズムについて、遺伝子改変マウスや、ウイルスベクターを用いて明らかにしていく。
|
-
-
-
-
-
[Journal Article] Orexin signaling in GABAergic lateral habenula neurons modulates aggressive behavior in male mice.2020
Author(s)
Flanigan ME, Aleyasin H, Li L, Burnett CJ, Chan KL, LeClair KB, Lucas EK, Matikainen-Ankney B, Durand-de Cuttoli R, Takahashi A, Menard C, Pfau ML, Golden SA, Bouchard S, Calipari ES, Nestler EJ, DiLeone RJ, Yamanaka A, Huntley GW, Clem RL, *Russo SJ.
-
Journal Title
Nat Neurosci
Volume: 23
Pages: 638-650
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
[Journal Article] Glutamatergic neurons in the medial prefrontal cortex mediate the formation and retrieval of cocaine-associated memories in mice.2020
Author(s)
Zhang T, Yanagida J, Kamii H, Wada S, Domoto M, Sasase H, Deyama S, Takarada T, Hinoi E, Sakimura K, Yamanaka A, Maejima T, Mieda M, Sakurai T, Nishitani N, Nagayasu K, Kaneko S, Minami M, Kaneda K
-
Journal Title
Addict Biol
Volume: 25(1)
Pages: e12723
DOI
Peer Reviewed
-
[Journal Article] Acute restraint stress augments the rewarding memory of cocaine through activation of ホア1 adrenoceptors in the medial prefrontal cortex of mice.2020
Author(s)
Wada S, Yanagida J, Sasase H, Zhang T, Li X, Kamii H, Domoto M, Deyama S, Hinoi E, Yamanaka A, Nishitani N, Nagayasu K, Kaneko S, Minami M, *Kaneda K.
-
Journal Title
Neuropharmacology
Volume: 166
Pages: 107968
DOI
Peer Reviewed
-
-
-
-
-
-
[Journal Article] Dissociating orexin-dependent and -independent functions of orexin neurons using novel Orexin-Flp knock-in mice.2019
Author(s)
Chowdhury S, Hung CJ, Izawa S, Inutsuka A, Kawamura M, Kawashima T, BitoH, Imayoshi I, AbeM, Sakimura K, Yamanaka A*
-
Journal Title
eLife
Volume: 8
Pages: e44927
DOI
Peer Reviewed / Open Access
-
-
-
-
-
-
-
[Journal Article] REM sleep-active MCH neurons are involved in forgetting hippocampus-dependent memories.2019
Author(s)
Izawa S, Chowdhury S, Miyazaki T, Mukai Y, Ono D, Inoue R, Ohmura Y, Mizoguchi H, Kimura K, Yoshioka M, Terao A, Kilduff TS, Yamanaka A*
-
Journal Title
Science
Volume: 365(6459)
Pages: 1308~1313
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-