宮下 知之
グリア・神経ネットワークの統合による脳機能発現
研究内容
連合学習は、感覚神経によってもたらされた生体外部環境の情報が脳内の神経細胞内で連合する事によって成立する。我々は最近、ショウジョウバエで記憶中枢を囲むグリア細胞(Ensheathing Glia(EnG))に小胞性グルタミン酸輸送体(vGluT)が発現し、匂い嫌悪学習で用いる電気ショックに合わせてEnGがグルタミン酸を記憶中枢であるキノコ体(MB)に放出している事、更にEnGを匂いを嗅がせながら人工的に興奮させると、与えた匂いから逃げるようになる事を見出した。これらは、内部環境の状態を反映するグリア細胞の機能と異なり、記憶中枢に嫌悪の感覚情報という外部情報を直接伝達している事を示唆している。そこで、本研究は、①末梢の感覚神経で受容された侵害刺激が感覚情報としてEnGに至る経路を明らかにし、②グリア細胞から放出したGluはMBにどのように入力し、匂いの情報とどのように連合するのか?さらに、③これまで嫌悪情報を伝達するとされてきたDA作動性神経細胞との関わりを明らかにする目的で研究を行う。本研究により神経回路と生体内部環境のインターフェースに加え、神経回路と生体外部環境のインターフェースとしてのグリア細胞の役割にも焦点を当て、グリアデコーディングのより包括的理解を深める。
研究概略図
代表業績
Xia S†Miyashita T†, Fu T-G†, Lin W-Y, Wu C-L, Pyzocha L, Lin I-R, Saitoe M, Tully T, Chiang A-S. (2005). NMDA receptors mediate olfactory learning and memory in Drosophila. Current Biology 15, 603-615 († equal contribution)
Miyashita T, Oda Y, Horiuchi J, Yin JC, Morimoto T, Saitoe M. (2012). Mg2+ block of Drosophila NMDA receptors is required for long-term memory formation and CREB-dependent gene expression. Neuron 74, 887-898. Featured in Preview
Matsuno M, Horiuchi J, Yuasa Y, Ofusa K, Miyashita T, Masuda T, Saitoe M., Long-term memory formation in Drosophila requires training-dependent glial transcription. J Neurosci. 2015 Apr 8;35(14):5557-65.
Yamazaki D, Horiuchi J, Ueno K, Ueno T, Saeki S, Matsuno M, Naganos S, Miyashita T, Hirano Y, Nishikawa H, Taoka M, Yamauchi Y, Isobe T, Honda Y, Kodama T, Masuda T, Saitoe M., Glial dysfunction causes age-related memory impairment in Drosophila. Neuron. 2014 Nov 19;84(4):753-63.
Miyashita T, Kikuchi E, Horiuchi J, Saitoe M. (2018) Long-term memory engram cells are established by c-Fos/CREB transcriptional cycling. Cell Reports, 4-25 2716-2728.