Identity and circuit functions of glia engrams

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アストロサイトは哺乳類の中枢神経系にタイル状に存在するグリア細胞の一種であり、神経回路活動の入出力を制御する細胞として考えられている。しかし、行動中の動物におけるその活動パターン・分布や詳細な機能については未解明な点が多く残されている。本研究課題は，特定の記憶が形成された動物でのみ活性化するアストロサイト活動を補足し、操作することによって、グリアエングラムの存在とその意義を解明することを目的としている。この目的を達成するために、マウスやウイルスベクターを用いた遺伝学やアストロサイト特異的摂動法を基軸に、全脳イメージングや条件付け記憶アッセイを組み合わせた実験系を用いている。これにより、アストロサイト活動依存的に様々な外来遺伝子（蛍光蛋白質や光・薬理遺伝学プローブなど）を行動パラダイム特異的に発現誘導することができ、アストロサイトの詳細な形態とカルシウム動態の可視化、さらには光遺伝学・薬理遺伝学を駆使しての活動興奮・抑制の誘導などの遺伝学的神経活動操作を行うことが、世界で初めて可能となる。二年度目にあたる今年度では、昨年度に確立した全脳レベルのアストロサイト活動依存的な外来遺伝子発現誘導系を用いて、行動/状態特異的な全脳アストロサイト活動のマッピング行った。具体的には、恐怖条件づけ記憶の記銘及び想起の過程を伴うマウスモデルを用いた。その結果として、それぞれの行動/状態固有のアストロサイト活動分布が明らかになった。これらの知見は次年度に行うアストロサイト活動の摂動実験による機能解析の重要な基盤となる。