ＶＩＰとドーパミン共放出細胞による驚愕反応と恐怖の同時抑制機構の解明

• Project/Area Number: 18J01659
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Neurochemistry/Neuropharmacology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 森川 勝太 東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2018-04-25 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 扁桃体 / 中脳水道周囲灰白質 / CeA / PAG / VIP / 神経ペプチド / 恐怖条件づけ / ウイルストレーシング / 扁桃体中心核 / 情動 / 恐怖条件づけ学習 / GABA細胞 / ドーパミン

Outline of Annual Research Achievements

扁桃体中心核(CeA)はほぼ全てがGABA作動性の抑制性神経細胞で構成される。これらGABA細胞は神経ペプチドまたは神経ペプチド受容体などの発現の有無を指標として複数の神経細胞のサブタイプに分類され、各サプタイプが異なる機能を有することが知られている。本研究では、中脳水道周囲灰白質 (PAG)に局在する神経ペプチドVIP細胞からCeAへの神経支配に着目し、VIP受容体によるCeA局所回路の新規制御機構の解明を目的として研究を行った。
その結果、VIPによるVIP受容体の活性化は、受容体発現細胞への興奮性入力を亢進させることを、パッチクランプ記録およびカルシウムイメージングによって明らかとした。PAG-VIP細胞からCeA細胞へのシナプス結合を、免疫電子顕微鏡法によって観察し、asymmetrical synapseおよびsymmetrical synapseが形成されていることを明らかとした。さらに、VIP受容体特異的にCreを発現する遺伝子改変マウスを用いて、組換え狂犬病ウイルストレーシングを行い、VIP受容体発現細胞が主に島皮質、腹側淡蒼球、扁桃体梨状皮質移行部、扁桃体外側基底核から入力を受けることを明らかとした。最後に、VIP受容体の活性化およびCeAにおけるVIP放出の機能的意義を明らかとするために、VIP受容体の細胞特異的発現抑制または、PAG-VIP-CeA経路の光遺伝学的抑制を行った行動実験によって、VIP受容体の活性化が恐怖条件付け学習に関与する予備的な結果を得ることができた。
これらの結果は、神経ペプチドVIPによるCeA-GABA細胞の新規制御機構を示したものであり、情動制御機構への理解を深めるものである。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Brain‐wide mapping of presynaptic inputs to basolateral amygdala neurons (2021)
  • Author(s): Morikawa Shota、Katori Kazuki、Takeuchi Haruki、Ikegaya Yuji
  • Journal Title: Journal of Comparative Neurology Volume: - Issue: 11 Pages: 3062-3075
  • DOI: 10.1002/cne.25149
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Visualization and molecular characterization of whole-brain vascular networks with capillary resolution. (2020)
  • Author(s): Takeyuki Miyawaki,Shota Morikawa,Etsuo A Susaki,Ai Nakashima,Haruki Takeuchi,Shun Yamaguchi,Hiroki R Ueda,Yuji Ikegaya
  • Journal Title: Nature communications Volume: 11 Issue: 1 Pages: 1104-1104
  • DOI: 10.1038/s41467-020-14786-z
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Auxin-mediated rapid degradation of target proteins in hippocampal neurons (2019)
  • Author(s): Nakano Risako、Ihara Naoki、Morikawa Shota、Nakashima Ai、Kanemaki Masato T.、Ikegaya Yuji、Takeuchi Haruki
  • Journal Title: NeuroReport Volume: 30 Issue: 13 Pages: 908-913
  • DOI: 10.1097/wnr.0000000000001299
  • Peer Reviewed
• [Presentation] VGluT2による前海馬支脚表層の定義と発達に応じたインターニューロン密度の変化 (2020)
  • Author(s): 劉 佳妍、鹿島 哲彦、森川 勝太、野口 朝子、池谷 裕二、松本 信圭
  • Organizer: 日本薬学会第141年会(広島)
• [Presentation] 神経系におけるオーキシン誘導性タンパク質高速分解系の構築 (2020)
  • Author(s): 中野利沙子、森川勝太、鐘巻将人、池谷裕二、竹内春樹
  • Organizer: 第143回日本薬理学会関東部会(長野→オンライン)
• [Presentation] マイクログリアはてんかん脳における神経回路の恒常性を維持する (2020)
  • Author(s): 荒木匡、森川勝太、池谷裕二、小山隆太
  • Organizer: 第43回日本神経科学大会 (神戸→オンライン)
• [Presentation] 扁桃体中心核におけるソマトスタチン陽性GABA作動性神経細胞の多様性 (2019)
  • Author(s): 森川勝太、香取和生、佐々木拓哉、日置寛之、田村英紀、池谷裕二
  • Organizer: 第42回日本神経科学大会(新潟)
• [Presentation] 先天的防御行動を切り替える嗅覚系神経回路の解明 (2019)
  • Author(s): 森川勝太、香取和生、竹内春樹、池谷裕二
  • Organizer: 第53回日本味と匂学会(高知)
• [Presentation] Neuronal activity facilitates microglia to find “eat-me”signal on synapses, (2019)
  • Author(s): Andoh, M., Morikawa, S., Ikegaya, Y. and Koyama, R.
  • Organizer: XIV European Meeting on Glinal Cells in Health and Disease, GLIA 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Auxin inducible rapid degradation in hippocampal neurons (2019)
  • Author(s): Nakano, R., Ihara, N., Morikawa, S., Ikegaya Y., Takeuchi, H.
  • Organizer: Society for NeuroScience 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 興奮性神経細胞におけるペリニューロナルネットの情動記憶制御機構 (2019)
  • Author(s): 田村英紀、森川勝太
  • Organizer: 第124回日本解剖学会総会・全国学術集会 (新潟)
• [Presentation] 神経細胞における可逆的タンパク質高速分解システムの構築 (2019)
  • Author(s): 中野利沙子、森川勝太、伊原尚樹、安藤めぐみ、鐘巻将人、小山隆太、竹内春樹、池谷裕二
  • Organizer: 第139回日本薬学会年会(千葉)
• [Presentation] Neuronal activity facilitates microglia to find “eat-me”signal on synapses (2019)
  • Author(s): Andoh, M., Morikawa, S., Ikegaya, Y. and Koyama, R
  • Organizer: GLIA 2019(Porto)
  • Int'l Joint Research
• [Book] バイオサイエンスとインダストリー (2018)
  • Author(s): 田村英紀、森川勝太
  • Total Pages: 364
  • Publisher: バイオインダストリー協会
• [Remarks] 東京大学・薬学系研究科・薬品作用学教室
  • URL: https://www.yakusaku.jp/index.html