神経活動依存的な軸索形態形成におけるミトコンドリアの機能解明

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熱性けいれんは発熱(多くの場合は38℃以上)により誘導されるけいれん発作である。乳幼児が発症するけいれん発作としてはもっとも一般的であり,世界中で2-14%の乳幼児が熱性けいれんを経験している。熱性けいれんは単純型と複雑型に分類され,前者は良性とされているが,後者は将来的な側頭葉てんかんや記憶・学習障害の発症に関与する可能性が示唆されている。一方で,1歳以降に罹患した場合は発達期において認知機能が向上しているという報告もあり,熱性けいれんの長期的予後については不明な点が多い。まず研究代表者は,熱性けいれんにより出現する異所性顆粒細胞と側頭葉てんかん発症の関係性を検証した。その結果,異所性顆粒細胞数と海馬CA1野における局所場電位の異常および自発発作の出現回数が有意な相関を示すことを発見した。以上の成果はNature Medicine誌に査読論文として受理された。次に研究代表者は,,乳幼児期の熱性けいれんが苔状線維に構造的可塑性を誘導し,個体の行動に影響を与えるという仮説を立てた。本研究により,乳幼児期の熱性けいれんが巨大終末を増加させること,そして成体期における記憶の迅速な想起を促進することが明らかになった。巨大終末の増加はcAMP-PKA経路およびBDNF-TrkB経路の活性化に依存しており,CA3錐体細胞層内に特異的であった。また,乳幼児期の生育環境を豊かにすることで,熱性けいれんが誘導する構造的および行動学的変化が模倣された。さらに,熱性けいれんの時期依存的に異所性顆粒細胞が出現し,記憶の迅速な想起を双方向性に制御していることが明らかになった。