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Brain-gut interaction in exaggerated aggression induced by social isolation

Research Project

Project/Area Number 23K23923
Project/Area Number (Other) 22H02660 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 44050:Animal physiological chemistry, physiology and behavioral biology-related
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

高橋 阿貴  筑波大学, 人間系, 准教授 (30581764)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 古瀬 民生  国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 上級研究員 (60392106)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords社会的隔離ストレス / 攻撃行動 / 腸内細菌叢 / 発達段階 / 雄マウス
Outline of Research at the Start

大人になってからの攻撃性を悪化させるリスク因子の1つに、幼少期や思春期におけるネグレクト(育児放棄や孤立)が知られている。雄マウスにおいても、若齢期からの社会的隔離ストレスにより攻撃行動が増加する。近年、腸内細菌叢と様々な精神疾患の関係が報告されており、腸内細菌叢の変容が情動や社会行動に影響することが示されている。本研究は、社会的隔離ストレスによる攻撃行動の昂進にかかわるメカニズムとして腸内細菌叢に着目をし、そのしくみを明らかにしようとするものである。

Outline of Annual Research Achievements

幼少期や思春期の社会的孤立は、過剰な攻撃性(暴力)のリスク因子であり、適切な介入が求められている。動物モデルにおいても、社会的隔離ストレスが攻撃行動を過剰にすることが明らかとなっている。本研究は、雄マウスを用いて、社会的隔離ストレスが攻撃行動を過剰にする生物学的基盤としての腸内細菌叢の役割を明らかにするとともに、その脳腸相関メカニズムを探索するものである。
これまでの本研究の実験から、雄マウスを思春期から成体期まで社会的隔離飼育することにより攻撃行動が増加することが本研究室においても確認されている。そして、社会的隔離により腸内細菌叢にも変化が生じていることが示された。腸内細菌叢が攻撃行動に影響を与えるかを検討するために、成体期の腸内細菌叢の移植実験を行ったところ、雄マウスの攻撃行動が変化することが明らかとなった。攻撃行動が高い集団と低い集団の間で差異がみられた腸内細菌はいくつかに絞られてきており、またそれに伴い盲腸内代謝産物と血中代謝産物にも変化が生じていることが明らかとなってきた。これらの結果から、特定の腸内細菌が攻撃行動の個体差を生み出している可能性が示された。絞られてきた腸内細菌のうちいずれの細菌が攻撃行動に直接的な影響を与えているかを明らかにするためには、特定の腸内細菌の移植実験を行う必要がある。この実験を行うために現在、共同研究の手続きを進めており、次年度には実験を遂行する予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

一連の腸内細菌叢の移植実験から、攻撃行動の個体差にかかわる可能性のある腸内細菌や代謝産物が絞られてきたことから、当初の予定通りに進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

1) 特定の腸内細菌の移植実験を行い、攻撃行動と代謝産物への影響を検討する
2)特定の発達段階における腸内細菌叢の変化が行動に影響を与える可能性を調べるために、思春期前期、思春期後期において腸内細菌叢の操作実験を行う
3)どのようなメカニズムで腸内細菌が行動に影響を与えるか、腸脳相関の仕組みを明らかにする

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Open Access: 4 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 3 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] 攻撃行動の神経学的基盤2023

    • Author(s)
      高橋阿貴
    • Journal Title

      臨床精神医学

      Volume: 52 Pages: 599-605

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] The role of social isolation stress in escalated aggression in rodent models2022

    • Author(s)
      Takahashi Aki
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: S0168-0102 Pages: 00212-7

    • DOI

      10.1016/j.neures.2022.07.009

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Lateral habenula glutamatergic neurons projecting to the dorsal raphe nucleus promote aggressive arousal in mice2022

    • Author(s)
      Takahashi A, Durand-de Cuttoli R, Flanigan ME, Hasegawa E, Tsunematsu T, Aleyasin H, Cherasse Y, Miya K, Okada T, Keino-Masu K, Mitsui K, Li L, Patel V, Blitzer RD, Lazarus M, Tanaka KF, Yamanaka A, Sakurai T, Ogawa S, Russo SJ
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 4039-4039

    • DOI

      10.1038/s41467-022-31728-z

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Social Stress and Aggression in Murine Models2021

    • Author(s)
      Takahashi A
    • Journal Title

      Curr Top Behav Neurosci .

      Volume: - Pages: 4039-4039

    • DOI

      10.1007/7854_2021_243

    • ISBN
      9783031042553, 9783031042560
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mechanisms of experience-induced shift of aggression state in the mouse.2024

    • Author(s)
      Aki Takahashi
    • Organizer
      第101回日本生理学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Optogenetic activation of the lateral hypothalamus-dorsal raphe nucleus projection: influences on male mice aggression.2024

    • Author(s)
      Koshiro Mitsui, Aki Takahashi
    • Organizer
      Society for Social Neuroscience (S4SN) 2024
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Factors that are involved in aggression priming in male mice2024

    • Author(s)
      Tomoya Nagai, Brian Hu, Aki Takahashi
    • Organizer
      Society for Social Neuroscience (S4SN) 2024
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Role of the dorsal raphe nucleus on socially enhanced aggression in male mice.2023

    • Author(s)
      Aki Takahashi
    • Organizer
      第97回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Aggressive arousal: an internal state that escalates aggressive behavior.2023

    • Author(s)
      Aki Takahashi
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Role of central immune cells in individual differences in aggression in male mice2023

    • Author(s)
      Aki Takahashi
    • Organizer
      第66回日本神経化学学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] The effect of dominant-subordinate relationships on olfactory instigation-heightened aggression in male mice2023

    • Author(s)
      Tomoya Nagai, Aki Takahashi
    • Organizer
      日本動物心理学会第83回大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Modulation of aggressive behavior in male mice through lateral hypothalamic neurons projecting to the dorsal raphe nucleus2023

    • Author(s)
      Koshiro Mitsui, Aki Takahashi
    • Organizer
      日本動物心理学会第83回大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Characterization of the lateral hypothalamic input into the dorsal raphe nucleus on aggressive behavior in male mice2023

    • Author(s)
      Koshiro Mitsui, Aki Takahashi
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Neurobiology of stress and aggressive behavior2023

    • Author(s)
      Aki Takahashi
    • Organizer
      日本生理学会第100回記念大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] マウスモデルから明らかにする攻撃性の脳内メカニズム2022

    • Author(s)
      高橋阿貴
    • Organizer
      犯罪心理学会第60回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Neural circuit for of aggressive arousal induced by provocation in male mouse.2022

    • Author(s)
      Aki Takahashi
    • Organizer
      EBPS2022 Biennial Workshop
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 攻撃性の神経生物学的基盤のマルチスケール解析2022

    • Author(s)
      高橋阿貴
    • Organizer
      次世代脳プロジェクト冬のシンポジウム2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] The Role of 5-HT Neurons in the DRN on Social Instigation-Heightened Aggression in Male Mice.2022

    • Author(s)
      Noda T, Mitsui K, Yamanaka A, Tanaka KF, Takahashi A
    • Organizer
      日本動物心理学会第82回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] The effect of pharmacological elimination of microglia in intermale aggression of mouse2022

    • Author(s)
      Shimoji R & Takahashi A
    • Organizer
      日本動物心理学会第82回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 外側視床下部から背側縫線核に投射する神経細胞が、雄マウスの種内攻撃行動および捕食攻撃行動に及ぼす影響2022

    • Author(s)
      三井鴻志郎, 高橋阿貴
    • Organizer
      JSBN2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Effects of excitation of the lateral hypothalamic neurons projecting to the dorsal raphe nucleus on aggressive behavior in male mice.2022

    • Author(s)
      Koshiro Mitsui & Aki Takahashi
    • Organizer
      Neuro2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Differential effect of midbrain-projecting lateral hypothalamic neurons on aggressive behavior in male mice2022

    • Author(s)
      Koshiro Mitsui & Aki Takahashi
    • Organizer
      The 2nd International Symposium Multiscale Brain / Molecular and Cellular Cognition Society (MCCS)-Asia
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Link Between the Immune System and Aggression. In: Martin, C., Preedy, V.R., Patel, V.B. (eds) Handbook of Anger, Aggression, and Violence2023

    • Author(s)
      Takahashi A, Russo SJ
    • Total Pages
      24
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9783030987114
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 筑波大学研究者総覧TRIOS 高橋阿貴

    • URL

      https://trios.tsukuba.ac.jp/researcher/0000003646

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 高橋阿貴 Research

    • URL

      https://sites.google.com/view/akitakahashi-tsukuba/home

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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