Understanding mechanisms of memory engram updating following memory retrieval and improvement of brain diseases by targeting memory updating

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c-fosプロモーターによりテトラサイクリン依存性転写因子tTAを発現させるマウスに、tTA依存性プロモーター制御下で光応答チャネル（ChR2、ArcT）を発現するアデノウイルス（AAV）を感染させて前頭前野における恐怖記憶エングラムをChr2あるいはArcTでラベルし（c-fos-tagシステム）、恐怖記憶エングラム細胞活性化と不活性化の影響を解析した。その結果、再固定化時に恐怖記憶エングラムをラベルして、その後活性化させると恐怖反応を表出させるが、消去時にラベルして、消去記憶エングラムをラベルしてその後活性化すると逆に恐怖反応を抑制することが明らかとなった。また、恐怖記憶エングラムを不活性化させた場合には恐怖反応が減弱し、一方で、消去記憶エングラムを不活性化させた場合には恐怖反応が増加することが明らかとなった。前頭前野では恐怖記憶エングラムと消去記憶エングラムが同一細胞であることが示唆されているため、前頭前野では恐怖記憶想起時には恐怖反応を表出させていた記憶エングラムが消去誘導後には恐怖反応を減弱させることが示唆された。扁桃体の恐怖エングラム細胞と消去エングラム細胞と、前頭前野エングラム細胞との3者間の神経回路の解析を試みた。エングラム細胞間のシナプスを可視化するeGRASP法を改良して、再固定化時と消去時に形成されるエングラムシナプスを色分けして検出できるinducibly switching GRASP法用のコンストラクトとウイルスを作製し、扁桃体と前頭前野における記憶エングラムとエングラムシナプスをラベルできる条件設定を行った。前頭前野の興奮性ニューロンにAAVを用いてGCaMP6fを発現させて神経活動を脳搭載型蛍光顕微鏡によりCa2+イメージングする方法を確立した。