Imaging of happy signal in the brain using a novel fluorescent oxytocin sensor
| Project/Area Number |
21K06421
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 46030:Function of nervous system-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
稲生 大輔 大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任講師(常勤) (40721981)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | オキシトシン / 蛍光イメージング / 神経伝達物質 / 蛍光センサー / 脳内情報処理 |
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| Outline of Research at the Start |
我が国において100万人以上もの人々が、うつ病などの幸せの喪失による精神疾患により苦しんでおり、社会問題となっている。しかしながら、根本的な治療法の開発は未だ達成できていない。その大きな原因の一つとして、”幸せ”という情報が 脳内のどこで・どのように創り出されているのか？ という本分野における核心と言える問題に踏み込めていないという点が挙げられる。申請者は、この問題を解決するために脳内のオキシトシン動態を高感度に測定できる"オキシトシンイメージング法"を世界に先駆けて開発することに成功した。この最先端手法を用いて、脳内で"幸せ"という情報がどのように創り出されているかに迫りたい。
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳内で“幸せ”という感覚は何に起因するのであろうか？ これまでに幸せを感じると脳の中では、オキシトシンと呼ばれる“幸せホルモン”が増加することが示唆されてきている。しかしながら、既存手法を用いて、生きた動物の脳内のオキシトシン動態を精度よく計測することは困難である。そこで、脳内におけるオキシトシン動態を蛍光イメージングにより高感度測定ための新規技術開発を行ってきた。オキシトシン受容体の細胞内ドメインにGFPを挿入したキメラタンパク質にランダム変異を導入し指向性分子進化を施すことで、オキシトシン結合により蛍光強度が大きく変化する世界初のオキシトシン蛍光センサーを開発することに成功した。本蛍光センサーを、アデノ随伴ウイルスにより生きたマウス脳内に導入し、ファイバーフォトメトリー法によるin vivo脳内オキシトシン動態測定を行った。本計測により自由行動下の成体マウスにおいて、脳内でオキシトシン濃度が2時間程度の周期で振動していること (オキシトシン振動)が明らかとなった。オキシトシン振動は摂食と関連することが解析結果から見えてきた。そこでマウスを絶食させた。興味深いことに、絶食中においてオキシトシン振動は消失せず、シグナルパターンの乱れが観察された。この新規現象を申請者らは“オキシトシン乱流”と名付けた。オキシトシン乱流は再度摂食を行うことで消失し、正常なオキシトシン振動のパターンが観察された。詳細の解明は今後の課題であるが、オキシトシン乱流は脳内における食欲を感知・制御する機構と関連する可能性が推測される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年までに開発した高感度オキシトシン蛍光センサーを、生きたマウスの脳に導入し、様々な条件においてin vivo測定を進めている。昨年“オキシトシン振動”という新規現象を発見するに至ったが、今年度は“オキシトシン乱流”というさらに別の新規現象も発見した。本結果は申請者らのオキシトシン蛍光センサーの有用性を強く支持すると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度も新規オキシトシン蛍光センサーを用いたin vivo脳内オキシトシン動態測定に成功している。次年度以降も様々な刺激条件下での脳内オキシトシン動態測定を進めていき、当該研究分野に新たな地平を切り開いていきたい。
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Report
(2 results)
Research Products
(12 results)
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[Journal Article] Analysis of Pharmacokinetics in the Cochlea of the Inner Ear2021
Author(s)
Sawamura Seishiro、Ogata Genki、Asai Kai、Razvina Olga、Ota Takeru、Zhang Qi、Madhurantakam Sasya、Akiyama Koei、Ino Daisuke、Kanzaki Sho、Saiki Takuro、Matsumoto Yoshifumi、Moriyama Masato、Saijo Yasuo、Horii Arata、Einaga Yasuaki、Hibino Hiroshi
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Journal Title
Frontiers in Pharmacology
Volume: 12
Pages: 1-11
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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