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2022 Fiscal Year Research-status Report

Understanding the mechanisms of sundowning syndrome of Alzheimer's disease from the view of memory retrieval impairment and development of improvement methods

Research Project

Project/Area Number 22K19142
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

喜田 聡  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (80301547)

Project Period (FY) 2022-06-30 – 2024-03-31
Keywordsアルツハイマー型認知症 / サーカディアンリズム / 時計遺伝子 / 記憶想起 / cAMP / 夕暮れ症候群 / 必須アミノ酸 / 老化
Outline of Annual Research Achievements

認知症モデルマウス(ADモデルマウス)群と時計遺伝子BMAL1の変異型マウスの相同性を行動レベルで解析した。アミロイドβ42(Aβ42)を海馬に局所注入したADモデルマウスにおける海馬依存性記憶能力の概日変化を解析した。社会認知記憶課題を用いて、明期開始後4時間(ZT4)と10時間(ZT10)においてトレーニングあるいはテストを様々な組み合わせで行った結果、Aβ42注入マウスではZT4及びZT10における記憶形成とZT4における記憶想起は正常に認められたのに対して、ZT10における記憶想起の異常が観察された。さらに、新規物体認識記憶課題および物体位置認識記憶課題でも同様にAβ42注入マウスではZT10における記憶想起異常が観察された。従って、Aβ42注入マウスにはZT10における記憶想起障害、すなわち、時間帯依存的な記憶想起障害が観察されることが明らかとなり、このAβ42注入マウスは時計遺伝子BMAL1の機能を阻害したBMAL1マウスと同様にZT10付近において時間帯依存的な想起障害を示すこと、さらに、認知症において観察される夕暮れ症候群のように認知機能低下の概日変化を示すことが明らかとなった。
一方、必須アミノ酸であるヒスチジン(His)は、脳内では覚醒や摂食、認知機能等を制御する神経伝達物質ヒスタミンに変換される。本課題では、His投与により記憶制御プロセス群が向上する可能性を検討した。社会的認知記憶課題において、トレーニングの24時間後にテストを実施した場合、テストの30分、1、2時間前にHisを腹腔内投与すると、社会記憶想起の向上が観察された。従って、His投与は記憶形想起を向上させることが示唆され、His投与はADモデルマウスとBMAL1マウスにおいて観察される記憶想起障害を改善する可能性が示された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

Aβ42注入マウスはBMAL1マウスと同様にZT10付近において時間帯依存的な想起障害を示すこと、さらに、AD患者と同様に認知機能低下の概日変化を示すことが明らかとなった点、一方、His投与は記憶形想起を向上させることが示唆され、ADモデルマウスとBMAL1マウスにおいて観察される記憶想起障害を改善する方法としてHis投与が見出された点から、順調に進んでいると判断した。

Strategy for Future Research Activity

行動レベルでAβ42注入マウスはBMAL1マウスと同様にZT10付近において時間帯依存的な想起障害を示すことが明らかになったため、ADモデルのトランスジェニンクマウスを複数系統入手し、同様の行動解析を実施して、ADモデルマウスにおいて共通してBMAL1マウスと同様な時間帯依存的な想起障害を示すかを解析する。特に、これまでに記憶障害が検出されてこなかった若年ADモデルマウスにおける想起力の軽微な障害をも検出することを試みる。さらに、 ADモデルマウス群とBMAL1変異マウスの相同性を分子レベルで理解するために、両マウス海馬のRNA解析を実施する。公開されているデータベースをin silico解析したところ、ADモデルマウスではBMAL1マウスと同様に時計遺伝子群とcAMP代謝関連遺伝子群の発現異常が示唆されたため、ADモデルマウス群の海馬におけるこれら遺伝子群の発現量を測定する。さらに、RNA-seq解析も実施して、ADモデルマウスとBMAL1マウスの海馬トランスクリプトームを比較する。続いて、AD変異と時計遺伝子変異との相互作用を解析するために、ADモデルマウスにshBMAL1を発現させた影響を解析する。具体的には、両変異の相乗・相加効果により記憶障害が悪化するか、また、ADモデルマウスにおける神経変性、組織萎縮、細胞死等などが悪化するかを解析する。最後に、ヒスチジン投与により、ADモデルマウスやBMAL1マウスの記憶想起障害が改善されるかを解析する。

  • Research Products

    (44 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 5 results) Presentation (28 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 9 results) Book (1 results) Remarks (2 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ソウル国立大学(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      ソウル国立大学
  • [Int'l Joint Research] Kings College London(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      Kings College London
  • [Int'l Joint Research] トロント大学/マギル大学(カナダ)

    • Country Name
      CANADA
    • Counterpart Institution
      トロント大学/マギル大学
  • [Int'l Joint Research] アイオワ大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      アイオワ大学
  • [Journal Article] Interaction between reconsolidation and extinction of fear memory2023

    • Author(s)
      Kida Satoshi
    • Journal Title

      Brain Research Bulletin

      Volume: 195 Pages: 141~144

    • DOI

      10.1016/j.brainresbull.2023.02.009

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Microarray dataset of gene transcription in mouse microglia and peripheral monocytes in contextual fear conditioning2023

    • Author(s)
      Yu Zhiqian、Sakai Mai、Fukushima Hotaka、Ono Chiaki、Kikuchi Yoshie、Koyama Ryuta、Matsui Ko、Furuyashiki Tomoyuki、Kida Satoshi、Tomita Hiroaki
    • Journal Title

      Data in Brief

      Volume: 46 Pages: 108862~108862

    • DOI

      10.1016/j.dib.2022.108862

    • Open Access
  • [Journal Article] 記憶能力に対する必須栄養素の役割とその作用メカニズム2023

    • Author(s)
      Kida Satoshi
    • Journal Title

      Nippon Eiyo Shokuryo Gakkaishi

      Volume: 76 Pages: 87~94

    • DOI

      10.4327/jsnfs.76.87

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Elevation of EGR1/zif268, a Neural Activity Marker, in the Auditory Cortex of Patients with Schizophrenia and its Animal Model2022

    • Author(s)
      Iwakura Yuriko、Kawahara-Miki Ryoka、Kida Satoshi、Sotoyama Hidekazu、Gabdulkhaev Ramil、Takahashi Hitoshi、Kunii Yasuto、Hino Mizuki、Nagaoka Atsuko、Izumi Ryuta、Shishido Risa、Someya Toshiyuki、Yabe Hirooki、Kakita Akiyoshi、Nawa Hiroyuki
    • Journal Title

      Neurochemical Research

      Volume: 47 Pages: 2715~2727

    • DOI

      10.1007/s11064-022-03599-9

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Contextual fear conditioning regulates synapse-related gene transcription in mouse microglia2022

    • Author(s)
      Yu Zhiqian、Sakai Mai、Fukushima Hotaka、Ono Chiaki、Kikuchi Yoshie、Koyama Ryuta、Matsui Ko、Furuyashiki Tomoyuki、Kida Satoshi、Tomita Hiroaki
    • Journal Title

      Brain Research Bulletin

      Volume: 189 Pages: 57~68

    • DOI

      10.1016/j.brainresbull.2022.08.017

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Essential Roles of Nutrient Factors in Learning and Memory2022

    • Author(s)
      KIDA Satoshi
    • Journal Title

      Journal of Nutritional Science and Vitaminology

      Volume: 68 Pages: S17~S19

    • DOI

      10.3177/jnsv.68.S17

    • Open Access
  • [Journal Article] 総説 恐怖記憶の制御基盤2022

    • Author(s)
      喜田 聡
    • Journal Title

      BRAIN and NERVE

      Volume: 74 Pages: 377~384

    • DOI

      10.11477/mf.1416202048

  • [Journal Article] PTSDの分子細胞生物学2022

    • Author(s)
      喜田 聡
    • Journal Title

      生体の科学

      Volume: 73 Pages: 454-455

  • [Presentation] 必須アミノ酸ヒスチジンによる記憶増強効果とそのメカニズムの解析2023

    • Author(s)
      川嶋珠生、樺山音々、小田切友紀、谷水俊之、石川理絵、喜田聡
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
  • [Presentation] 食品価値を評価する食行動課題の開発と食物価値の違いに反応する神経ネットワークの同定2023

    • Author(s)
      程曦、鶴山和人、喜田聡
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
  • [Presentation] 食物感性満腹感モデルを用いた摂取後の食物価値変化を制御する脳領域の網羅的解析2023

    • Author(s)
      好田歩、喜田聡
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
  • [Presentation] 時間帯依存的な記憶想起制御に対するグリコーゲンホスホリラーゼの役割2023

    • Author(s)
      張思南、JamesBorg、喜田聡
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
  • [Presentation] 前頭前野を中心に形成される新規餌の食経験記憶をコードする神経ネットワーク2023

    • Author(s)
      福山雄大、石川理絵、喜田聡
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
  • [Presentation] マウスが示すアルコール嗜好性の性状と嗜好性を決定する神経メカニズムの解析2023

    • Author(s)
      長田真由、喜田聡
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
  • [Presentation] トリプトファンによる長期記憶形成と記憶想起の向上2023

    • Author(s)
      杉山奏美、川嶋珠生、谷水俊之、喜田聡
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
  • [Presentation] 経験依存的な恐怖記憶エングラムの制御2022

    • Author(s)
      喜田聡
    • Organizer
      第45回日本神経科学大会
  • [Presentation] 摂取した食物に特異的な食物価値低下を誘導するマウス行動解析モデルの確立2022

    • Author(s)
      好田歩、喜田聡
    • Organizer
      第45回日本神経科学大会
  • [Presentation] Aβ42海馬注入アルツハイマー型認知症モデルマウスにおける海馬依存性記憶の時間帯依存的な想起障害2022

    • Author(s)
      JamesBorg、喜田聡
    • Organizer
      第45回日本神経科学大会
  • [Presentation] 必須アミノ酸ヒスチジンによる記憶形成と想起能力の向上2022

    • Author(s)
      川嶋珠生、樺山音々、小田切友紀、谷水俊之、石川理絵、喜田聡
    • Organizer
      第45回日本神経科学大会
  • [Presentation] 前頭前野を中心とする新規食物摂食記憶の神経ネットワーク2022

    • Author(s)
      福山雄大、喜田聡
    • Organizer
      第45回日本神経科学大会
  • [Presentation] 必須アミノ酸ヒスチジンが示す記憶形成と想起の向上効果2022

    • Author(s)
      川嶋珠生、樺山音々、小田切友紀、谷水俊之、石川理絵、喜田聡
    • Organizer
      第76回日本栄養・食糧学会大会
  • [Presentation] トラウマ記憶制御プロセス群を標的とするPTSD治療2022

    • Author(s)
      喜田聡
    • Organizer
      第41回日本認知症学会学術集会・第37回日本老年精神医学会
    • Invited
  • [Presentation] ビタミンB1欠乏による海馬依存的記憶形成の障害のメカニズム2022

    • Author(s)
      喜田聡
    • Organizer
      第96回日本薬理学会年会
    • Invited
  • [Presentation] 食の心理メカニズムを司る食嗜好性変容制御基盤の解明2022

    • Author(s)
      喜田聡
    • Organizer
      第 9 回心身医学のニューロサイエンス研究会
    • Invited
  • [Presentation] Circadian clock regulates memory retrieval via cAMP-PKA pathway-induced GluA1 phosphorylation2022

    • Author(s)
      Satoshi Kida
    • Organizer
      ISN-APSN 2022
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Roles of reconsolidation in PTSD2022

    • Author(s)
      Satoshi Kida
    • Organizer
      Molecular and Systems Neuroscience of Cognition Symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 想起後のトラウマ記憶の制御基盤2022

    • Author(s)
      喜田聡
    • Organizer
      第118回日本精神神経学会学術総会
  • [Presentation] Circadian clock regulates memory retrieval via cAMP-PKA pathway-induced GluA1 phosphorylation2022

    • Author(s)
      Satoshi Kida
    • Organizer
      International Behavioral Neuroscience Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mechanisms underlying memory impairments by Vitamin B1 deficiency2022

    • Author(s)
      Satoshi Kida
    • Organizer
      22nd IUNS-International Congress of Nutrition
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Histidine enhances memory formation and retrieval in mice2022

    • Author(s)
      Tamau Kawashima,Nene Kabayama,Yuki Odagiri,Toshiyuki Tanimizu,Rie Ishikawa,Satoshi Kida
    • Organizer
      22nd IUNS-International Congress of Nutrition
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 必須アミノ酸ヒスチジンによる記憶増強効果2022

    • Author(s)
      川嶋珠生、樺山音々、小田切友紀、谷水俊之、石川理絵、喜田聡
    • Organizer
      日本アミノ酸学会第16回学術大会
  • [Presentation] Brain networks centered on prelimbic of mPFC for a novel food memory2022

    • Author(s)
      Yudai Fukuyama
    • Organizer
      2022年度記憶研究会
    • Invited
  • [Presentation] Mechanisms of transition of memory phases from fear to extinction2022

    • Author(s)
      喜田聡
    • Organizer
      BPCNPNPPP4学会合同年会
  • [Presentation] Regulation of memory retrieval by circadian clock2022

    • Author(s)
      喜田聡
    • Organizer
      MCCS-Asia-Pacific
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 食により健康な脳を育む2022

    • Author(s)
      喜田聡
    • Organizer
      ifia/HFE JAPAN 2022
    • Invited
  • [Presentation] Potential roles of cAMP signaling pathway in PTSD2022

    • Author(s)
      喜田聡
    • Organizer
      MCCS-Asia
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] PTSDのトラウマ記憶を薬で消すことはできるか?(「心の病」の脳科学 なぜ生じるのか、どうすれば治るのか)2023

    • Author(s)
      喜田 聡(編)林(高木) 朗子、加藤 忠史
    • Total Pages
      288
    • Publisher
      講談社
    • ISBN
      978-4-06-528363-9
  • [Remarks] 栄養化学研究室ホームページ

    • URL

      https://kida-lab.org

  • [Remarks] ムーンショット9「食の心理メカニズムを司る食嗜好性変容制御基盤の解明」

    • URL

      https://www.kida-lab.org/moonshot/

  • [Funded Workshop] Molecular Cellular Cognition Society-Asia symposium2022

URL: 

Published: 2023-12-25  

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