ミエリン中の脂質合成の制御が神経活動を調節する 運動学習に必要である

要旨

脳機能は、神経回路における迅速な電気的伝達と、適切な神経活動のパターンや同調の両方に依存している。

神経細胞間の迅速な情報伝達は、神経軸索が主に異なるミエリン鞘は主に脂質で構成されている。最近、神経活動レベルに応じて神経軸索の髄鞘形成の程度が適応することが示され、この適応的髄鞘形成が運動課題の学習向上に関連することが示唆されている。

本研究では、ミエリン可塑性のもう一つの側面であるミエリン脂質の合成と組成の変化が、運動学習にも関連しているかどうかを調べた。我々は、マウスの運動学習課題と、一次運動皮質（M1）における神経活動のin vivo二光子イメージングを組み合わせ、学習の初期段階と後期段階を区別し、質量分析法を用いていくつかの主要なミエリン脂質のレベルを調べた。

スフィンゴミエリンレベルは運動学習の初期に上昇し、ガラクトシルセラミドレベルは運動学習の中期と後期に上昇した。神経活動の変化と相関していた。オリゴデンドロサイトに特異的なガラクトシルセラミド転移酵素の発現を標的的に阻害した。

ミエリンガラクトシルセラミドを合成する酵素であるオリゴデンドロサイト特異的ガラクトシルトランスフェラーゼの発現を標的的に阻害した、 運動学習を障害した。この結果から、ミエリン脂質組成の制御が この結果は、ミエリン脂質組成の調節が、学習と関連したミエリン適応の新たな側面である可能性を示唆している。