Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

モノアラガイ / 味覚嫌悪学習 / インスリン / 飢餓 / 満腹 / 長期記憶 / 学習 / 記憶 / グルコース / 学習記憶

モノアラガイは味覚嫌悪学習を施すとインスリン様ぺプチド遺伝子の転写発現が亢進していることが、われわれの先行研究からすでにわかっていた。そこで、単離したモノアラガイの脳に、インスリン様ぺプチドを投与したところ、味覚嫌悪学習の基盤となる神経シナプスにおいて「長期増強」が観察された。さらにはモノアラガイ個体においても、脳内インスリン濃度が学習成績を決めていることが明らかとなった。そして最終的には、栄養状態と学習成績との関係を見出すことができた。

学習 / 記憶 / CREB / 単一細胞解析 / in situハイブリダイゼーション / 免疫組織化学 / qRT-PCR / モノアラガイ / C / EBP / mRNA / 味覚嫌悪学習 / スプライシング / NO合成酵素 / 長期促通 / アンチセンス・オリゴヌクレオチド

本研究では,脳の構造は簡単ではあるが複雑な学習を修得できる軟体動物腹足類のヨーロッパモノアラガイ(Lymnaea stagnalis)を用い,その味覚嫌悪学習の機構を例にとって,脳の階層性を確実に反映した学習・記憶機構の理解に努めることを目的とした.研究代表者らは,ヨーロッパモノアラガイの味覚嫌悪学習の鍵を握るキー・ニューロン(Cerebral Giant Cell)を同定することができた.そして,脳の階層性をトップダウンで降りてくることによって,長期記憶形成時にこのキー・ニューロン内では,cyclic AMP respohsive element binding protein 1(CREB1)の活性化が起こっていることもわかった.そこで,モノアラガイのCREBをクローニングし,in situハイブリダイゼーション法ならびに免疫組織化学法によって,それらが局在するニューロンを同定した.上述のキー・ニューロンにおいてもCREB1およびCREB2のmRNAの存在が確認された.以上の結果から,モノアラガイを用いることによって,一連の階層性に正確に沿ったボトムアップ法での解析が可能となることも示すことができた.代表研究者の講座において,定量real-time RT-PCR装置が導入され,この装置のお陰で,単一神経細胞内のCREB mRNAが定量解析できるようになった.そこでキー・ニューロン一つを単離して,CREBのmRNAコピー数を測ったところ,CREB2のmRNAが数百コピー存在することを示すことができた.この結果は,学習・記憶に伴う遺伝子発現量変化を,たった一つのニューロン内で定量測定する道を拓いたものと言える.

味覚嫌悪学習 / モノアラガイ / 中枢パターン発生器 / ニューロモジュレーション / 抑制性シナプス後電位 / 咀嚼運動 / セミ・インタクト標本

淡水棲カタツムリ(モノアラガイ)に味覚嫌悪学習を施し,その学習効果に対して行動学と生理学とを同時に組み合わせた神経行動学的解析を行った。そして,我々が既に提出している味覚嫌悪学習に関するニューロモジェレーションモデルの証明を行い,その学習・記憶機構にとっての必要十分条件を見出すことに努めた。まずは,学習を施された実験動物と施されていない実験動物の両者の中枢神経系を摘出して、神経生理学実験を行った。そして,咀嚼リズムを司っているcentral pattern generatorの介在神経細胞において,その性質の違いを抑制性シナプス後電位の延長という形で見出し,味覚嫌悪学習に対する我々のニューロモジュレーションモデルを部分的に検証した。一方,central pattern generatorでの抑制性シナプス後電位の延長を人工的に起した後に,実際に固体の条件刺激に対する嗜好性応答(咀嚼運動)を行動実験で観察し,それが減少しているか(味覚嫌悪)を調べた。そのためには,中枢神経系を摘出するのではなく,動物固体を生きたまま不動化し,その我意膜を切り開いて中枢神経系を露出させた標本を作った。そして着目している細胞の膜電位を過分極状態にした上で,条件刺激に対する咀嚼運動の減少を確認することができた。このように部分的ではあるが,咀嚼リズムを司っているcentral pattern generatorの介在神経細胞における抑制性シナプス後電位の延長が,味覚嫌悪学習における必要十分条件であることが明らかになった。

【研究分担者】
松尾亮太	福岡女子大学	国際文理学部	准教授	(Kakenデータベース)