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Hypothalamic neural circuit controls parental behavior in female and male mice.

Research Project

Project/Area Number 19K12738
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 90030:Cognitive science-related
Research InstitutionNippon Medical School

Principal Investigator

ORIKASA CHITOSE  日本医科大学, 医学部, 准教授 (20270671)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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)
Keywords養育行動 / メラニン凝集ホルモン / オキシトシン / 養育回路 / DREADD / オプトジェネティクス / γアミノ酪酸 / MCH / 社会行動 / Creリコンビナーゼ / 虐待 / ネグレクト
Outline of Research at the Start

養育行動は子の生存可能性を高める、動物の基本的な本能行動として位置づけられる。養育行動には、性差があり雌特有の行動と考えられている。我々は雄における養育行動が、社会性を反映する環境因子によって容易に促進されることを明らかにしている。雌も社会環境を変えることで仔に対する無視の行動が現れる。成熟後も環境変化に応じて現れるこれらの行動変化は、我々がこれまで明らかにしてきたような、性ステロイドによる不可逆的な脳神経系回路網による性分化という観点では説明することができないと考える。成熟期に達しても可塑性を示す養育行動の神経回路形成のメカニズムについて研究を推し進める。

Outline of Final Research Achievements

We showed that neurons expressing melanin concentrating hormone (MCH) in the lateral hypothalamic area (LHA) are more active in rodents of both sexes when exhibiting parental nursing behavior. Genetic ablation of the LHA-MCH neurons impaired maternal nursing. The post-birth survival rate was lower in pups born to female mice with congenitally ablated MCH neurons under control of tet-off system, exhibiting reduced crouching behavior. Virgin female and male mice with ablated MCH neurons were less interested in pups and maternal care. Chemogenetic and optogenetic stimulation of LHA-MCH neurons induced parental nursing in virgin female and male mice. LHA-MCH GABAergic neurons project fibers to the paraventricular hypothalamic nucleus (PVN) neurons. Optogenetic stimulation of PVN induces nursing crouching behavior along with increasing plasma oxytocin levels. The hypothalamic MCH neural relays play important functional roles in parental nursing behavior in female and male mice.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

MCHニューロンからOXTニューロンへの神経回路を新たな養育回路として明らかし、MCHニューロンの脱落変性によって、養育行動抑制が引き起こされる事を明らかした。社会性行動においては、OXTの「信頼ホルモン・絆形成」ホルモンといった側面が提唱されている。MCHとOXTが養育回路を形成することが明らかになり、OXT作用のポジティブな側面を保証している一方で、MCH-OXT 神経の相互作用が、養育行動のスイッチングを担っており、攻撃や無視といった雌雄の行動抑制を誘起すると考えられる。これら、神経メカニズムを解明することは、ネグレクトや虐待を含むヒトの社会性行動をひもとくことにつながると考えられる。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021 2019

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Social network plasticity of mice parental behavior.2022

    • Author(s)
      Chitose Orikasa
    • Journal Title

      Frontiers in Neuroscience

      Volume: 16 Pages: 882850-882850

    • DOI

      10.3389/fnins.2022.882850

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Regulation of Morphological and Functional Aspects of Sexual Dimorphism in the Brain2021

    • Author(s)
      Orikasa Chitose
    • Journal Title

      Phycoendocrinology

      Volume: 11 Pages: 1-16

    • DOI

      10.5772/intechopen.97470

    • ISBN
      9781839691379, 9781839691386
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Neural Contributions of the Hypothalamus to Parental Behaviour2021

    • Author(s)
      Orikasa Chitose
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 22 Issue: 13 Pages: 6998-6998

    • DOI

      10.3390/ijms22136998

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Involvement of MCH-oxytocin neural relay within the hypothalamus in murine nursing behavior2021

    • Author(s)
      Kato Yoko、Katsumata Harumi、Inutsuka Ayumu、Yamanaka Akihiro、Onaka Tatsushi、Minami Shiro、Orikasa Chitose
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41598-021-82773-5

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Effects of cell-sepecific ablation of MCH neurons on parental behavior in mice.2019

    • Author(s)
      Kato Y, Katsumata H, Minami S, Orikasa C., Katsumata H, Minami S, Orikasa C.
    • Organizer
      第41回日本神経科学学会大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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