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Elucidation of neuronal mechanisms of brain-body interaction using neuronal pathway-specific pharmacology and in vivo neuroimaging

Research Project

Project/Area Number 19K22477
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 47:Pharmaceutical sciences and related fields
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

MINAMI Masabumi  北海道大学, 薬学研究院, 教授 (20243040)

Project Period (FY) 2019-06-28 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords脳身連関 / 情動 / 循環器系 / 消化器系 / 分界条床核 / 薬学 / 薬理学
Outline of Research at the Start

「心配なことがあるとお腹の調子が悪くなる」、「不安・緊張で心臓がドキドキする」などは、日常的にも経験する脳と身体の機能的連関(脳身連関)の例であり、これら「脳-消化管連関」や「脳-循環器連関」の異常は機能性消化管障害や不安障害などにもつながるが、その脳内神経機構についてはほとんど明らかでない。本研究では、最先端の脳科学研究手法を駆使して、脳身連関に関わる神経回路と、そこで機能する神経伝達物質・神経ペプチドを明らかにする。さらに、それら神経回路とストレスにより活性化される脳領域との関連を調べることによりストレスによる末梢臓器の機能障害のメカニズムにも切り込む。

Outline of Final Research Achievements

We found that inhibition of neurons projecting from the bed nucleus of the stria terminalis (BNST) to the lateral hypothalamus (LH) induced anxiety-like behaviors, and that neuronal circuits within the BNST are involved in the inhibitory regulation of LH-projecting BNST neurons. Increased neuronal activity in the BNST may suppress LH-projecting BNST neurons, thereby inducing anxiety-like behaviors. Further studies are needed to examine whether this neuronal pathway is involved in anxiety-like behaviors observed in various pathological conditions. In addition, in order to clarify the pathological mechanisms of anxiety-induced heart rate elevation and gastrointestinal dysfunction, it is necessary to elucidate the neural circuits that project from the LH to the pons and medulla oblongata, the brain regions regulating autonomic functions.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

不安などのネガティブな情動が循環器や消化管の機能異常を引き起こすことはよく知られているが、その神経機構は未だ明らかではない。本研究では、先端的な神経路特異的薬理学研究法を駆使することにより、分界条床核から外側視床下部に投射する神経細胞の活動低下が不安情動を惹起することを明らかにした。今後、外側視床下部から橋・延髄に投射し自律神経機能を調節する神経回路を同定することにより、不安などのネガティブな情動に起因する循環器や消化管の機能障害の病態メカニズム解明や治療薬創製に役立つことが期待される。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Disappearance of the inhibitory effect of neuropeptide Y within the dorsolateral bed nucleus of the stria terminalis in rats with chronic pain.2020

    • Author(s)
      Hara, R., Asaoka, Y., Takahashi, D., Nomura, H., Amano, T., Minami, M.
    • Journal Title

      Neuroscience Letters

      Volume: 728 Pages: 134958-134958

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2020.134958

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inhibitory synaptic transmissions to the bed nucleus of the stria terminalis neurons projecting to the ventral tegmental area are enhanced in rats exposed to chronic mild stress.2020

    • Author(s)
      Hara, R., Takahashi, D., Takehara, T., Amano, T., Minami, M.
    • Journal Title

      Molecular Brain

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 139-139

    • DOI

      10.1186/s13041-020-00684-4

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 慢性痛による拡張扁桃体の可塑性は不安を惹起する2021

    • Author(s)
      山内直紀、野村洋、天野大樹、南雅文
    • Organizer
      第94回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 慢性痛による不安惹起への分界条床核CART陽性神経の関与2020

    • Author(s)
      山内直紀、野村洋、天野大樹、南雅文
    • Organizer
      第50回 日本神経精神薬理学会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Chronic pain-induced plastic change in the extended amygdala neural circuitcauses maladaptive anxiety2020

    • Author(s)
      山内直紀、野村洋、天野大樹、南雅文
    • Organizer
      第93回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Neuronal plasticity in an extended amygdala circuit induced by chronic pain causes maladaptive anxiety2019

    • Author(s)
      山内直紀、野村洋、天野大樹、南雅文
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会・第62回日本神経化学会大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 慢性痛による拡張扁桃体神経回路の可塑的変化は不安を惹起する2019

    • Author(s)
      山内直紀、野村洋、天野大樹、南雅文
    • Organizer
      第49回日本神経精神薬理学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 慢性ストレスによる背外側分界条床核神経伝達の可塑的変化2019

    • Author(s)
      原隆人,髙橋大樹,南沙希,竹原達裕,天野大樹,南雅文
    • Organizer
      第49回日本神経精神薬理学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Chronic pain-induced plastic change in the extended amygdala neural circuit causes maladaptive anxiety2019

    • Author(s)
      Naoki Yamauchi, Hiroshi Nomura, Taiju Amano, Masabumi Minami
    • Organizer
      6th Congress of Asian College of Neuropsychopharmacology
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chronic stress-induced alteration of synaptic transmission in the dorsolateral bed nucleus of the stria terminalis2019

    • Author(s)
      Ryouto Hara, Tatsuhiro Takehara, Daiki Takahashi, Saki Minami, Taiju Amano, Masabumi Minami
    • Organizer
      6th Congress of Asian College of Neuropsychopharmacology
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 北海道大学 大学院薬学研究院 医療薬学部門 医療薬学分野 薬理学研究室

    • URL

      https://www.pharm.hokudai.ac.jp/yakuri/index.html

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 北海道大学 大学院薬学研究院 医療薬学部門 医療薬学分野 薬理学研究室

    • URL

      http://www.pharm.hokudai.ac.jp/yakuri/index.html

    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-07-04   Modified: 2022-01-27  

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