神経科学：空間トランスクリプトミクスにより明らかになった長期記憶におけるニューロン–アストロサイト間の相乗効果

記憶は過去の経験を符号化することで、未来の計画を可能にしている。扁桃体基底外側核は情動的経験の根底にある顕著性ネットワークの中心であり、そのため、長期的な恐怖記憶形成に主要な役割を担っている。今回我々は、空間トランスクリプトミクスおよび単一細胞トランスクリプトミクスを用いて、長期記憶で扁桃体基底外側核が果たす役割の細胞構造と分子構造を明らかにする。我々は、ニューロンとアストロサイトの亜集団において、記憶特異的で数週間にわたり持続する転写シグネチャーを特定した。これらの転写シグネチャーは、ニューロペプチドとBDNFシグナル伝達、MAPKとCREBの活性化、ユビキチン化経路およびシナプス接続性が、長期記憶の主要な構成要素であることを示唆している。特に、長期記憶形成において、Penkの発現上昇とTacの発現低下により定義されるニューロン亜集団が、扁桃体基底外側核の記憶エングラムの最も顕著な構成要素であることが分かった。これらの転写変化は、無傷の切片において、単一細胞RNA塩基配列解読と単一分子空間トランスクリプトミクスの両方で観察され、これによって記憶エングラムの豊富な空間マップがもたらされた。こうした空間データによって、このニューロン亜集団は隣接するアストロサイトと相互作用することが分かり、機能実験から、ニューロンが長期記憶を符号化するためにはアストロサイトとの相互作用が必要であることが明らかになった。

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