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2016年3月17日

理化学研究所

アルツハイマー病で記憶は失われていない可能性

-アルツハイマー病モデルマウスの失われた記憶の復元に成功-

図

シナプス増強で復元されるADマウスの自然な手がかりによる記憶

ADマウスを箱Aに入れて嫌な体験の記憶を標識し、24時間後に再び箱Aに入れると、記憶障害により「すくみ反応」はみられなかった(テスト1)。さらに24時間後、一部のマウスに標識されたエングラム細胞のシナプスが増強されるよう、青色光照射により繰り返し刺激をした。48時間後、再び箱Aに入れてすくみ反応を観察すると、光刺激によるシナプス増強を行ったグループ(ADマウス(光刺激によるシナプス増強プロトコールあり)、緑)でのみ、箱Aに対しすくみ反応を示した(テスト2)。

アルツハイマー病は物忘れなどの記憶障害から始まり、徐々に認知機能全般が低下していく病気です。2015年10月の調査で、日本でのアルツハイマー病患者数は推計約92万1千人にのぼり、高齢化が進む現代社会の大きな問題となっています。アルツハイマー病では、記憶の形成、保存、想起に重要な役割を果たす「海馬」やその周辺で神経細胞の変性が起こります。そのため、アルツハイマー病初期の記憶障害は、海馬が正常に働かなくなることによると考えられています。しかしその原因が“新しい記憶を形成できないため”なのか、それとも“一旦形成された記憶を思い出せないため”なのか、そのメカニズムは不明でした。

理化学研究所の研究チームは、光遺伝学を用いた別の研究で、個々の記憶は海馬の「記憶エングラム」と呼ばれる細胞群に保存されることを証明しています。そこで今回は、ヒトのアルツハイマー病患者と同様の神経変性を起こす「アルツハイマー病モデルマウス」では、記憶エングラムがどうなっているのか、直接調べることにしました。

普通のマウスを実験箱に入れて、弱い電流を脚に流して嫌な体験をさせます。翌日、マウスを同じ実験箱に入れると、昨日の嫌な記憶を思い出して“すくみ”ます。ところがアルツハイマー病モデルマウスで同じ実験をすると、嫌な体験をした翌日に同じ実験箱に入れてもすくみませんでした。つまり、記憶障害を示しているといえます。そこで、アルツハイマー病モデルマウスが嫌な体験をしているとき、記憶エングラム細胞を特殊な遺伝学的手法で標識しました。翌日別の実験箱内で、青色光の照射によって記憶エングラム細胞を直接活性化したところ、マウスはすくみました。この結果は、アルツハイマー病モデルマウスは記憶を正常に形成し、保存しているが、想起できなくなっている可能性を示しています。さらに研究チームは、アルツハイマー病モデルマウスでは、神経細胞同士をつなぐシナプスが形成されるスパインという構造の減少と記憶想起の障害に関連があることを突き止めました。光遺伝学を用いて、このスパインを正常化すると記憶想起も正常になることが分かりました。

「アルツハイマー病初期の患者の記憶は失われているのではなく、思い出すことができないだけかもしれません」と利根川進博士は語っています。

理化学研究所
脳科学総合研究センター 理研-MIT神経回路遺伝学研究センター
センター長 利根川 進 (とねがわ すすむ)