線虫をモデルとした記憶を忘れる分子メカニズムの解明

以秀丽隐杆线虫为模型阐明遗忘记忆的分子机制

基本信息

批准号：
10J04583
负责人：
井上明俊
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J04583/
关键词：
記憶・学習忘却線虫 P38/MAPK 記憶

项目摘要

動物が生きていくためには、環境から獲得した膨大な量の情報を神経回路で処理し、環境に対して適切に応答しなければならない。このためには、重要な記憶が保持されるとともに、不必要な記憶が忘却されることが重要である。しかし、忘却がどのような分子によりどのように制御されているのかこれまでほとんど明らかにされていない。このような、忘却の制御機構を明らかにするために、単純な神経系を持つ線虫は非常に有用なモデル生物である。私は、遺伝学的スクリーニングや変異体の解析によりP38MAPK経路の変異体において、線虫の嗅覚順応と一種の連合学習が野生型よりも長く保持される事を明らかにした。これらの変異体において、野生型では4時間以内に失われる嗅覚順応の記憶が24時間以上、30分以内に失われる塩走性学習の記憶が1時間以上保持される表現型を示す。イメージング解析の結果、嗅覚順応後には匂い物質の受容に働くAWA感覚神経のCa2+応答が低下し、変異体においてはこれらの応答の低下が野生型よりも長く続くことが明らかになった。また、記憶の忘却においてP38/MAPK経路が働く神経細胞を探索したところ、匂い物質の受容や嗅覚順応には関与しないAWC感覚神経で働くことが明らかになった。さらに、AWC神経細胞における神経伝達物質の放出を促進することによりP38/MAPK経路の変異体の記憶の伸びが抑制されることから、AWC感覚神経はおそらく記憶の忘却を促進するシグナルを放出することでAWA感覚神経における嗅覚順応の忘却を促進していることが示唆された。本研究は線虫における積極的な忘却機構の存在を初めて明らかにしたものであり、今後、哺乳類における忘却機構の解析の糸口になると考えている。

为了生存，动物必须使用神经回路处理从环境中获取的大量信息，并对环境做出适当的反应。为此，重要的是保留重要的记忆并忘记不必要的记忆。然而，到目前为止，关于什么类型的分子以及遗忘是如何被控制的，人们还知之甚少。线虫具有简单的神经系统，是一种非常有用的模型生物，用于阐明控制遗忘的机制。通过基因筛选和突变体分析，我发现，与野生型相比，P38 MAPK 通路突变体中秀丽隐杆线虫的嗅觉适应和一种联想学习保留时间更长。这些突变体表现出一种表型，其中野生型中 4 小时内丢失的嗅觉适应记忆保留了 24 小时以上，而 30 分钟内丢失的趋盐学习记忆保留了更长时间。 1小时以上。成像分析显示，嗅觉适应后，参与气味接收的 AWA 感觉神经元的 Ca2+ 反应减少，并且这种反应减少在突变体中比野生型持续更长时间。此外，当我们研究 P38/MAPK 通路在记忆遗忘中起作用的神经元时，我们发现它在不参与气味接收或嗅觉适应的 AWC 感觉神经元中起作用。此外，AWC 感觉神经元可能会释放促进记忆遗忘的信号，因为促进 AWC 神经元中的神经递质释放会抑制 P38/MAPK 通路突变体的记忆延长。有人认为 AWA 感觉神经元会促进嗅觉适应的遗忘。该研究首次揭示了秀丽隐杆线虫中主动遗忘机制的存在，相信将为未来分析哺乳动物的遗忘机制提供线索。