コリン作動性神経の睡眠覚醒調節および記憶への生理機能の解明

阐明胆碱能神经在睡眠/觉醒调节和记忆中的生理功能

基本信息

批准号：
19J15425
负责人：
宮崎杜夫
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J15425/
关键词：
光遺伝学コリン作動性神経

项目摘要

光遺伝学を用いた睡眠覚醒段階依存的な神経活動抑制により、覚醒時における光抑制においてのみ記憶の向上が見られた。しかし、ノンレム睡眠やレム睡眠ではコントロール群と比べて変化がなかった。また、同様に光遺伝学による記憶の獲得、固定、保持、想起時それぞれにおいて中核帯コリン作動性神経の活動を抑制すると、獲得時の抑制では記憶の低下、保持・固定時では向上がみられたが、想起では影響がなかった。次に、中核帯コリン作動性神経の活動と記憶に重要である海馬神経活動の関係を、化学遺伝学を用いた中核帯コリン作動性神経の活性化が海馬神経活動に及ぼす影響をシリコンプローブを用いて検討した。中核帯コリン作動性神経の活性化は記憶の固定や想起に重要とされる神経活動 sharp wave rippleの発生を強く抑制することがわかった。しかし一方で、記憶の獲得に重要とされるシータ波は増加していた。新規物体認知試験においても同様で、記憶の固定が行われているホームケージ時に中核帯コリン作動性神経を活性化させると、sharp wave rippleが減弱しシータ波が増加していた。そして、in situ hybridizationを用いて作動性マーカーを染色したところ、この中核帯コリン作動性神経のほとんどがアセチルコリンのみを生成していることを示唆することができた。この研究により、中核帯コリン作動性神経は記憶の獲得と固定や想起のための海馬神経活動を制御していたことが明らかになった。

使用光遗传学抑制睡眠效果阶段依赖性神经活动仅在觉醒期间在光抑制下显示出改善的记忆力。但是，与对照组相比，非REM或REM睡眠没有变化。同样，当使用光遗传学抑制记忆，固定，保留和召回期间核心区胆碱能神经的活性时，记忆习得期间的抑制作用显示出记忆力下降和保留和固定期间记忆的改善，但在回忆中没有效果。接下来，我们研究了使用硅能探针确定胆碱能神经对海马神经活性的激活的影响，研究了胆碱能神经的活性与海马神经活性之间的关系。发现胆碱能神经的激活强烈抑制了尖锐波浪的发展，尖锐的波浪纹波的发展是一种对记忆固定和回忆很重要的神经活动。但是，另一方面，认为对记忆习得很重要的theta波正在增加。在新颖的对象认知测试中也是如此。当在固定记忆的房屋笼中激活核心区域的胆碱能神经时，尖锐的波浪波动被衰减并增加了theta波。然后，使用原位杂交对ERGIC标记进行染色表明，大多数胆碱能神经仅产生乙酰胆碱。这项研究表明，胆碱能神经调节海马神经活性，以获取记忆，固定和回忆。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Development of fiberless optogenetics using up conversion luminescence from lanthanide

利用镧系元素上转换发光开发无纤维光遗传学

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Izawa Shuntaro;Chowdhury Srikanta;Miyazaki Toh;Mukai Yasutaka;Ono Daisuke;Inoue Ryo;Ohmura Yu;Mizoguchi Hiroyuki;Kimura Kazuhiro;Yoshioka Mitsuhiro;Terao Akira;Kilduff Thomas S.;Yamanaka Akihiro;Toh Miyazaki
通讯作者：
Toh Miyazaki

GABA neurons in the ventral tegmental area regulate non-rapid eye movement sleep in mice