学習によるシナプス伝達の変化の解明―記憶に関与した細胞の変化を選択的に解析する―

阐明学习引起的突触传递的变化 -选择性分析与记忆相关的细胞的变化-

• 批准号: 10J10639
• 负责人: 豊田 雄
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for 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-10J10639/
• 关键词: 扁桃体基底外側核; 恐怖条件づけ; Arc; シナプス伝達効率; スパイン形態; 記憶・学習

扁桃体は側頭葉内側部に位置する脳部位で、とりわけ扁桃体基底外側核(BLA)は恐怖条件づけの形成と恐怖の消失に関与する主要な部位である。近年、恐怖記憶の発現と恐怖の消失がBLA内の一部の神経細胞集団の活動によって担われることが明らかになりつつある。しかし、この神経細胞集団を構成する個々の細胞およびそのシナプス伝達の変化については明らかになっていない。そこで私は、恐怖の発現と消失に対応したシナプス伝達とその構造的基盤である形態について明らかにすることを研究の目的とした。活動した神経細胞を生きたまま可視化できるArc-dVenusトランスジェニックマウスに恐怖条件づけを行い、恐怖記憶の想起時に活動した神経細胞からパッチクランプ記録を行ったところ、恐怖記憶に対応した神経細胞の微小興奮性シナプス後電流(mEPSC)の頻度が増加し、ペアパルス比(PPR)が低下することが見出された。シナプスを多く含むと考えられる樹状突起上のスパイン形態については有意な差は認められなかった。この結果は、恐怖記憶に対応した神経細胞に入力するシナプス選択的に伝達物質の放出確率が増大した可能性を示す。また、同様にして消失記憶に対応した神経細胞についても解析を行ったところ、mEPSCの頻度が増加したが、PPRに有意な差は認められなかった。樹状突起上のスパイン形態において、サイズの小さなスパインにおいて密度が増加していることを見出した。この結果は、消失記憶に対応した神経細胞に入力するシナプス選択的に、シナプスの数自体が増加した可能性を示す。以上の結果は、個体動物の記憶・学習に対応した神経細胞のシナプス入力選択的に伝達効率が増強し、恐怖記憶と消失記憶は異なるメカニズムで貯蔵されることを示唆している。本研究は、学習とシナプス伝達効率の変化を結ぶ新たな知見であると考えられる。

杏仁核是位于内侧颞叶中的大脑区域，尤其是杏仁核的基底核（BLA）是参与形成恐惧调节和恐惧消失的主要部位。近年来，很明显，恐惧记忆的表现和恐惧的消失是通过BLA中一些神经元细胞种群的活动来实现的。但是，尚未澄清组成该神经元种群及其突触传播的单个细胞的变化。因此，我的研究目的是澄清突触传播，以响应恐惧的表现和消失及其结构性基础形态。当对可以看到活跃神经元的弧形转基因小鼠进行恐惧调节时，并且对在回忆记忆中活跃的神经元进行了斑块夹记录时，在恐惧记忆期间活跃，微育性后突触后电流（MEPSC）的频率在与恐惧记忆中相对应的神经元相对应，并发现了成对的脉搏比（PPRS）。在树突上没有观察到脊柱形态的显着差异，这被认为是高度突触的。该结果表明，突触选择性释放发射器输入到对应于恐惧记忆的神经细胞中的可能性增加了。另外，当类似地分析与有损记忆的神经元时，MEPSC的频率增加，但在PPR中没有发现显着差异。我们发现在树突状刺中的小刺中的密度增加。该结果表明，突触本身的数量可能使突触有选择地输入到与丢失内存相对应的神经元中。以上结果表明，与单个动物的记忆和学习相对应的神经元的突触输入通过选择性增加神经细胞的传播来提高传播的效率，而恐惧记忆和消失记忆则通过不同的机制来存储。这项研究被认为是一个新发现，它可以连接学习和突触传播效率的变化。

项目成果

Functional and structural synaptic changes of specific basolateral amygdala neurons relevant to fear conditioning

与恐惧调节相关的特定基底外侧杏仁核神经元的功能和结构突触变化

• 发表时间: 2011
• 作者: 豊田雄;今村奈津子;島上洋;増田文貴;橋川浩一;江口恵;山口瞬;池谷裕二;松木則夫;野村洋
• 通讯作者: 野村洋