| Project/Area Number |
22KJ0255
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| Project/Area Number (Other) |
22J12927 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 10040:Experimental psychology-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
淺野 雄輝 東北大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | グリア細胞 / オプトジェネティクス / ファイバーフォトメトリー / 小脳 / アストロサイト / 攻撃行動 / プルキンエ細胞 / バーグマングリア細胞 / 社会行動 / 行動解析 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、攻撃行動を制御する脳内メカニズムを明らかにする。人類を初め多くの動物は社会性生物であるため、攻撃衝動を抑えることで円滑な協力関係を築くとともに、適度な攻撃性を保つことで競争社会を生き抜く力を得る。本研究ではレジデント-侵入者パラダイムを用い、マウス間の攻撃にともなう小脳グリア細胞の活動をファイバーフォトメトリー法で光計測し、小脳神経細胞やグリア細胞の機能をオプトジェネティクスで光操作する方法を用い、攻撃行動のボリュームコントロールにおける小脳グリア細胞の役割を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度行った実験としては、小脳グリア細胞と同種に対する攻撃行動の関連を示すために、実験動物としてマウスを用い、レジデント-侵入者パラダイムにより攻撃行動を誘発した。その結果、攻撃終了後に、小脳局所電気活動においてシータ帯域の活動が観察され、これを模して小脳電気刺激することにより攻撃時間の短縮が観察された。また、小脳バーグマングリア細胞を含む小脳アストロサイトにオプトジェネティクス分子である ChR2 を発現した遺伝子改変マウスを用いることで、グリア機能を光操作した場合、シータ帯域の活動が観察されることが明らかになり、さらに攻撃時間の短縮も観察された。また、小脳グリア機能の光計測のために、ファイバーフォトメトリー法を用いることで、戦闘修了前後でグリア細胞内のCa2+濃度上昇が観察されたほか、戦闘の趨勢の優劣により、Ca2+が減少・増加する傾向が明らかになった。
研究機関全体の結果から、グリア細胞のCa2+濃度上昇が引き金となって、グリア細胞からグルタミン酸等の興奮性伝達物質が放出され、近傍のプルキンエ細胞の発火頻度上昇が維持され、えん戦気分が生じる可能性が示唆された。プルキンエ細胞は抑制性の神経細胞であるため、腹側被蓋野（VTA）のドーパミン神経細胞を抑制する作用があり、プルキンエ細胞の活動が上昇すると攻撃行動が抑制されるメカニズムが考えられる。
最終年度は、前半に対照実験を含む前年度に課題として残した研究を完了させ、夏に第46回日本神経科学会大会における発表、11月に Neuroscience Research 誌への投稿・掲載といった研究発表において成果をあげた。
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