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2013年12月19日
独立行政法人理化学研究所
100年ぶりに脳の主要な記憶神経回路の定説を書き換え
－海馬に新たな記憶神経回路を発見、記憶形成の謎解明へ大きく前進－
ポイント
・海馬のCA2領域を多角的かつ正確に同定
・海馬で新しいトライシナプス性の記憶神経回路を発見、古典的定義を覆す
・神経系変性疾患や精神神経疾患メカニズムの解明に貢献
要旨
理化学研究所（理研、野依良治理事長）は、マウスを使い、脳の記憶形成の中枢である海馬[1]の部位で
最も解明が遅れていた領域「CA2[1]」を多角的な手法を使い正確に同定しました。
さらに、CA2を介した新しいトライシナプス性[2]の記憶神経回路を発見し、逆に、
存在すると主張されてきた回路が、実は存在していないということも証明しました。
これは、理研脳科学総合研究センター（BSI、利根川進センター長）RIKEN-MIT神経回路遺伝学研究センター
（CNCG）利根川研究室の小原圭吾リサーチサイエンティスト、ミケレ・ピグナテーリ博士研究員、
アレックス・リヴェスト博士研究員、利根川進センター長（米国マサチューセッツ工科大学、CNCGディレクター）などが、
理研バイオリソースセンターの小幡裕一センター長らと行った共同研究の成果です。
海馬の神経回路については、1911年に神経解剖学者のラモニ・カハールらによって
「トライシナプス性の記憶神経回路」が初めて発見されました。
その後、1934年に神経生理学者のロレンテ・デ・ノによって海馬が3つの領域（CA1[1]、CA2、CA3[1]）からなることが発見され、定義されました。
しかし、CA2は他の領域に比べて狭いため、当時の実験技術や装置ではCA2の正確な領域と記憶神経回路を決定することは困難で、
その後も生物学的に正しいかどうかは検証されず、現在の教科書でもこの“古典的”な定義に基づいて解説されています。
研究グループは、免疫組織染色法、樹状突起標識法、軸索標識法、
および電気生理学などを用いた多角的かつ詳細な観察によって、CA2領域を正確に同定することに成功しました。
次に、領域特異的な遺伝子組み換えマウス、ウイルス標識法、光遺伝学、海馬急性スライス標本などを複合的に用いて、
海馬の一部位の歯状回[1]が直接シナプスを介してCA2に入力していることを発見しました。
この発見は、これまでの「歯状回はCA2に入力しない」という定説を覆すものです。
また、CA2はCA1の深い細胞層の興奮性細胞群に優先的に入力していることも分かりました。
これらから、カハールらが発見したトライシナプス性の記憶神経回路に加え、新しいトライシナプス性の記憶神経回路があることが分りました。
さらに研究グループは、2010年に他の研究グループが発表し、海馬の研究に多大な影響を及ぼした、嗅内皮質3層からCA2への直接の入力は、
実は存在しないことも証明しました。
脳の記憶のメカニズムには未解明な部分が多いのが現実です。
解明を進めるためには、脳の正確な「地図」が欠かせません。
今回の発見は、新技術と既存技術を複合的に組み合わせたアプローチによる成果です。
今後、こうした研究アプローチによって、正確でより完成度の高い脳の地図が簡単に作られ、
記憶の謎や神経系変性疾患・精神神経疾患のメカニズム解明が進展していくと期待できます。
本研究成果は、英国の科学雑誌『Nature Neuroscience』のオンライン版（12月15日付け）に掲載されました。
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▽記事引用元 理化学研究所 2013年12月19日
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