匂い学習の分子機構

气味学习的分子机制

基本信息

批准号：
03F00148
负责人：
椛秀人
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Kochi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03F00148/
关键词：
匂い学習 CREB MAPキナーゼ GABA受容体リン酸化嗅球

项目摘要

記憶・学習という高次の脳機能の解明は、脳科学に課せられた重要課題の一つである。われわれが解析してきた、新生仔ラットにおける匂い学習は、以下の理由により記憶学習研究の優れたモデル系である。ラットは就巣性の哺乳動物なので、生まれたときは耳も聞こえないし、目も見えない。仔はおもに嗅覚と体性感覚に頼って外部環境との関係を発達させる。言い換えると、この時期は匂いの条件付けが強く成立する感受性期なのである。事実、匂いと電撃を30分間1回対提示するだけで、この匂いに対する嫌悪学習が成立する。すなわち、学習成立に明確なtime windowがあるということである。また、匂い情報処理系の最初の中継部位である嗅球に生ずるシナプスの可塑的変化とこの学習が直接に対応している。体性感覚刺激により賦活された青斑核ノルアドレナリン神経の働きを引き金として、嗅球の僧帽細胞から顆粒細胞への興奮性シナプス伝達の増強が深く関わり、この匂い学習が成立すると考えている。最近、転写因子CREB(cyclic AMP response element-binding Protein)が短期記憶を長期記憶へ移行させるmolecular switchとして機能していることが、ノックアウトやドミナントネガティブ動物の解析から判明している。われわれはアンチセンステクノロジー、行動薬理学的手法、生化学的手法を組み合わせて、CREBの合成とリン酸化が匂いの嫌悪学習に不可欠であることを明らかにした。さらに、CREBリン酸化へと導くキナーゼとしてMAPキナーゼが関わることを明らかにした。また、嗅球のGABA_B受容体が匂いの嫌悪学習の制御に関わっていることも明らかにした。

阐明记忆和学习等高级大脑功能是神经科学的重要任务之一。我们分析的新生大鼠的气味学习是记忆学习研究的一个极好的模型系统，原因如下。老鼠是筑巢哺乳动物，因此它们生来又聋又瞎。幼犬主要依靠嗅觉和躯体感觉来发展与外部环境的关系。换句话说，这个时期是气味调理强烈建立的敏感时期。事实上，仅仅呈现一种气味并进行一次持续 30 分钟的电击就能产生对这种气味的厌恶学习。换句话说，学习有一个明确的时间窗口。此外，这种学习直接对应于嗅球中发生的突触的可塑性变化，嗅球是嗅觉信息处理系统中的第一个中继站点。我们认为，这种嗅觉学习与从二尖瓣细胞到嗅球颗粒细胞的兴奋性突触传递的增强密切相关，这种传递是由体感刺激激活的蓝斑去甲肾上腺素能神经元的作用触发的。最近，对基因敲除和显性失活动物的分析表明，转录因子 CREB（环 AMP 反应元件结合蛋白）充当将短期记忆转移到长期记忆的分子开关。通过结合反义技术、行为药理学和生化方法，我们证明了 CREB 合成和磷酸化对于厌恶气味学习至关重要。此外，我们还发现 MAP 激酶作为导致 CREB 磷酸化的激酶参与其中。我们还发现嗅球中的 GABA_B 受体参与控制厌恶气味学习。