• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Imaging of happy signal in the brain using a novel fluorescent oxytocin sensor

Research Project

Project/Area Number 21K06421
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 46030:Function of nervous system-related
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Ino Daisuke  大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任講師(常勤) (40721981)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
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)
Keywordsオキシトシン / 蛍光イメージング / 脳 / 神経伝達物質 / 蛍光センサー / 脳内情報処理
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。

Outline of Final Research Achievements

Oxytocin (OT) is a neuropeptide that is also known as the 'happy hormone' or 'love hormone.' It regulates diverse brain functions, from social cognition to emotion to appetite, and is a potential therapeutic agent for many mental illnesses. A better understanding of how OT acts in the brain during a variety of tasks will advance our knowledge of OT-related physiological and pathological processes, and pave the way for the development of novel therapeutics for refractory mental disorders, such as autism spectrum disorders and schizophrenia. We developed an ultrasensitive fluorescent OT sensor, designated MTRIAOT, which is a chimera protein composed of the OT receptor from medaka and an engineered green fluorescent protein-based module. We introduced MTRIAOT to mouse brain and conducted in vivo recording of brain OT dynamics in living mice. Our analysis revealed that the temporal profiles of OT signals were highly variable and depended on the behavioral context of the mouse.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

今回開発した超高感度蛍光オキシトシンセンサーにより、生きた動物の脳内からオキシトシン濃度変化をリアルタイムで計測することを実現できるようになった。本研究では、限られた実験条件下で脳内オキシトシン動態計測を実施したが、オキシトシンと関連が示唆されている生理機能や病態はまだたくさん残されており、今後幅広い研究への応用が期待される。特にオキシトシンは、自閉スペクトラム症や統合失調症といった難治性疾患を治療するための鍵として注目されており、本ツールの活用により病因解明や治療薬開発が大きく前進することが期待される。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 8 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Classification of multiple emotional states from facial expressions in head-fixed mice using a deep learning-based image analysis2023

    • Author(s)
      Tanaka Y, Nakata T, Hibino H, Nishiyama M, Ino D
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 18 Issue: 7 Pages: e0288930-e0288930

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0288930

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A strategy for low-cost portable monitoring of plasma drug concentrations using a sustainable boron-doped-diamond chip2023

    • Author(s)
      Takuro Saiki et al.
    • Journal Title

      Heliyon

      Volume: 9 Issue: 5 Pages: e15963-e15963

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2023.e15963

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Prediction of the emotional states from facial expression in mice using a deep learning-based image analysis2023

    • Author(s)
      Yudai Tanaka, Takuto Nakata, Hiroshi Hibino, Masaaki Nishiyama, Daisuke Ino
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: 2023.02.17 Pages: 528923-528923

    • DOI

      10.1101/2023.02.17.528923

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] A fluorescent sensor for real-time measurement of extracellular oxytocin dynamics in the brain2022

    • Author(s)
      Daisuke Ino, Yudai Tanaka, Hiroshi Hibino, and Masaaki Nishiyama
    • Journal Title

      Nature Methods

      Volume: 19 Issue: 10 Pages: 1286-1294

    • DOI

      10.1038/s41592-022-01597-x

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A fluorescent sensor for the real-time measurement of extracellular oxytocin dynamics in the brain2021

    • Author(s)
      Ino Daisuke、Hibino Hiroshi、Nishiyama Masaaki
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: - Pages: 454450-454450

    • DOI

      10.1101/2021.07.30.454450

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Electrochemical properties of the non‐excitable tissue stria vascularis of the mammalian cochlea are sensitive to sounds2021

    • Author(s)
      Zhang Qi、Ota Takeru、Yoshida Takamasa、Ino Daisuke、Sato Mitsuo P.、Doi Katsumi、Horii Arata、Nin Fumiaki、Hibino Hiroshi
    • Journal Title

      The Journal of Physiology

      Volume: 599 Issue: 19 Pages: 4497-4516

    • DOI

      10.1113/jp281981

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [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
    • Journal Title

      Frontiers in Pharmacology

      Volume: 12 Pages: 1-11

    • DOI

      10.3389/fphar.2021.633505

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The autism-associated protein CHD8 is required for cerebellar development and motor function2021

    • Author(s)
      Kawamura Atsuki、Katayama Yuta、Kakegawa Wataru、Ino Daisuke、Nishiyama Masaaki、Yuzaki Michisuke、Nakayama Keiichi I.
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 35 Issue: 1 Pages: 108932-108932

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.108932

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 細胞外シグナル動態をライブ解析するための 新規蛍光センサー開発2024

    • Author(s)
      稲生 大輔
    • Organizer
      第101回日本生理学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞外シグナル動態をとらえる 蛍光センサーの開発2023

    • Author(s)
      稲生 大輔
    • Organizer
      第5回 形態解析ワークショップ
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 細胞外シグナル動態をとらえる 蛍光センサーの開発2023

    • Author(s)
      稲生 大輔
    • Organizer
      第90回 Blood Vessel Club
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 深層学習によるマウスの表情解析ツールの開発2023

    • Author(s)
      田中 雄大、中田 卓人、日比野 浩、西山 正章、稲生 大輔
    • Organizer
      生理研研究会: 細胞システム理解のためのシグナル応答原理解明の最前線
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 可視化により探る 多様な細胞外シグナル動態2022

    • Author(s)
      稲生 大輔
    • Organizer
      生理研研究会, シナプス研究会2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] オキシトシンと様々な脳内神経修飾物質のリアルタイム解析を実現する蛍光センサーの開発2022

    • Author(s)
      稲生 大輔
    • Organizer
      JPW2022 (第96回 日本薬理学会年会)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] A fluorescent sensor for real-time measurement of extracellular oxytocin dynamics in the brain2022

    • Author(s)
      稲生 大輔
    • Organizer
      Neuro2022 (第45回 日本神経科学大会)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 可視化により見えてきた複雑な脳内オキシトシン動態2022

    • Author(s)
      稲生 大輔
    • Organizer
      生理研研究会, 細胞システム理解のためのシグナル応答原理解明の最前線
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 脳内細胞外シグナルのリアルタイム測定を実現する蛍光センサーの開発と応用2022

    • Author(s)
      稲生 大輔, 日比野 浩, 西山 正章
    • Organizer
      細胞の局所コミュニティ研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Development of Fluorescent Sensors for Real-Time Measurement of Extracellular Oxytocin Dynamics in the Brain2022

    • Author(s)
      稲生 大輔, 日比野 浩
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi