In vivo神経動態イメージングによる記憶長期化過程の解明

通过体内神经动力学成像阐明记忆延长过程

• 批准号: 22H00432
• 负责人: 尾藤 晴彦
• 金额: $ 27.21万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00432/
• 关键词: 脳・神経; 長期記憶; 分子

本年度の研究では、以下の3点に焦点を絞り、研究を推進した。すなわち、1) 逆シナプスタグ化機構解明を糸口にした、長期貯蔵される連合記憶シナプス情報表現の解読のための各種細胞内情報伝達シグナル計測について、基盤的検討を実施した。2）連合記憶長期貯蔵を規定する皮質-皮質下回路を新たに解明するための条件整備を進めた。3）遠隔記憶貯蔵メカニズム操作による長期記憶表現型修飾を実現するための条件検討を開始した。初年度である令和4年度においては、特に、シナプスレベルでの逆シナプスタグ生成・維持に寄与するカルシウム・CaMKII　シグナルの可視化実験手法等を構築していった。その間に作出したプローブ構造の検証を目的として、CaMKII-alpha分子の知的障害変異体の点変異活性相関を検討し、その変異の多くがgain-of-funtion 変異である可能性を明らかにした（Fujii et al. Front. Mol. Neurosci., 2022）。加えて、広範囲で2光子顕微鏡イメージングを実現する簡便なプラスチック膜による脳表観察窓作成方法の開発にも関与した（Manita et al. JoVE, 2022）。さらに、遠隔記憶形成時における大脳皮質とその他の部位の間の新たなconnectivity制御の可能性を見出した。また、E-SARE　陽性細胞のin vivo同定と、神経活動同時計測により、オペラント学習過程における柔軟な脳活動動態の遷移に関する予備的検討を開始した。

今年的研究重点是以下三点，并促进了研究。换句话说，1）对各种细胞内信息传输信号测量测量进行了基本研究，以解密长期存储缔合记忆突触信息表达式，并阐明了反向突触标记的机制。 2）我们已经开始发展条件，以阐明定义合并记忆的长期存储的皮质皮质回路。 3）我们已经开始研究通过操纵远程存储器存储机制来实现长期记忆表型修饰的条件。在2022年的第一年，我们构建了可视化钙和CAMKII信号的实验方法，这有助于在突触水平上产生和维持反向突触标签。为了验证此期间所产生的探针结构，我们研究了Camkii-Alpha分子的智力受损突变体的点突变活性的关系，并揭示了许多突变可能是抗抗物的突变的可能性（Fujii等人前。此外，他还参与了一种使用简单的塑料膜来创建脑表面观察窗口的方法，该塑料可以在广泛的区域内进行两光子显微镜成像（Manita等人Jove，2022年）。此外，我们发现了在远程存储器形成期间，我们发现了控制大脑皮层与其他站点之间连通性的新可能性。此外，我们已经开始了一项关于在操作学习过程中柔性大脑活动动力学过渡的初步研究，该研究通过体内鉴定电子护理阳性细胞和同时的神经活性测量。

项目成果

A stepwise recruitment of cortical active ensembles into Arc-based engram cells during tone-reward associative memory formation

在音调奖励联想记忆形成过程中，皮质活性整体逐步招募到基于 Arc 的印迹细胞中

• 发表时间: 2022
• 作者: Leonie S. Brebner;Michiko Okamura;Yayoi Kondo;Tatsushi Yokoyama;Ranmaru Shimoda;Ryang Kim;Hiroyuki Okuno;Haruhiko Bito
• 通讯作者: Haruhiko Bito

In Vivo Wide-Field and Two-Photon Calcium Imaging from a Mouse using a Large Cranial Window

使用大颅窗对小鼠进行体内宽视场和双光子钙成像

• DOI: 10.3791/64224
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Visualized Experiments
• 作者: Manita S;Shigetomi E;Bito H;Koizumi S;Kitamura K
• 通讯作者: Kitamura K