嗅覚情報による社会行動選択機構を目的とした大脳皮質―内側視索前野間の神経活動解析
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21K07494
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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 52030:Psychiatry-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
天野 大樹 北海道大学, 薬学研究院, 准教授 (00591950)
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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 |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 内側視索前野 / 大脳皮質 / トレーシング / 神経活動 / 神経回路 / 養育行動 / 社会行動 / 逆行性トレーシング |
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| Outline of Research at the Start |
親または代理親による養育行動は幼若動物の生存率や成長後の不安障害の罹患率に大きく影響するが、養育行動が発現するために必要な神経回路については不明な点が多く残されている。これまでにマウスの仔マウスに対する行動選択に嗅覚情報が多大な影響を及ぼすことが示唆されてきた。しかし、養育行動中枢である内側視索前野との間の神経回路は不明な点が多い。本研究では養育行動に必須の脳領域として知られる内側視索前野中心部へ入力し、かつ嗅覚系感覚情報を処理する神経細胞を逆行性トレーシング手法により標識し、神経活動操作や細胞特性の検討をすることで養育行動を刺激する神経回路メカニズムを調べる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年に引き続き、内側視索前野に投射する大脳皮質細胞について特性を調べた。Creリコンビナーゼ依存的に赤色蛍光タンパク質を発現させることができるAi9マウスの内側視索前野に対して神経活動依存的にCreリコンビナーゼを発現させることが出来る逆行性ウイルスベクターを注入して発現させた。十分な発現期間をおき、仔マウスを提示することで養育または攻撃を経験させた後、パラホルムアルデヒド灌流を行った。これを薄切することで得た脳標本における養育・攻撃によって活動する細胞の発現パターン（赤色蛍光タンパク質陽性細胞数）を調べたところ、内側前頭前野に養育時に活性化する細胞が多く存在することが示唆された。その一方で攻撃時には内側前頭前野細胞の活動に変化は認められなかった。
次に内側前頭前野に光感受性イオンチャネル・チャネルロドプシン遺伝子を発現させるためのアデノ随伴ウイルスベクターを注入して発現させた後、脳スライス標本を作製して内側視索前野からシナプス電流を記録したところ、内側前頭前野から内側前頭前野に対して約７割の細胞で光刺激依存的な興奮性シナプス後電流が確認された。抑制性シナプス後電流は認められなかった。さらに内側視索前野投射型の内側前頭前野細胞の機能をDreadd法によって抑制することで起こる行動変化について調べた。実験には雌マウスと同居させて妊娠させたことが確認できた、中間状態の雄マウスを仔マウス提示実験に用いた。その結果、対照群に比べ、内側前頭皮質抑制群において仔マウスへの攻撃性が上昇する傾向が見られた。以上より内側前頭前野細胞は興奮性シナプスを内側前頭前野に供給することで子供に対する攻撃を抑制し、養育行動を促進させる機能を持つ可能性が示唆された。
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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
神経回路の探索によって得られた結果を行動レベルでも検証し、変化を検出出来ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、論文投稿に向け行動試験の例数追加のほか必要な実験を継続する。具体的には内側視索前野投射型の内側前頭前野細胞の抑制は子育て経験済みか否かで結果が異なるかどうか、内側視索前野投射型の内側前頭前野細胞を活性化させることで、養育行動が促進されるかどうか、等を調べることを想定している。また順行性にCreリコンビナーゼを輸送可能なアデノ随伴ウイルスベクターであるAAV1を用いて、内側前頭前皮質が内側視索前野のどの細胞に特に投射するのか明らかにすることを試みる。
さらに前頭前皮質への神経活動依存的逆行性トレーシング実験により、養育時に前頭前皮質を活性化させる上流領域を調べる。また、養育時に前頭葉皮質が活性化することが他の社会行動・情動行動に対してどのような影響を及ぼすのかについて、オープンフィールド試験やチューブ試験などの手法を用いて調べる。
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Report
(2 results)
Research Products
(10 results)
