神経操作で探るおいしい香りを認識する脳内メカニズム

• Project Area: Understanding human recognition of material properties for innovation in SHITSUKAN science and technology
• Project/Area Number: 18H05005
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: 村田 航志 福井大学, 学術研究院医学系部門, 助教 (10631913)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000); Fiscal Year 2019: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2018: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
• Keywords: 神経科学 / 食欲 / 食嗜好 / 嗅覚 / 嗅結節 / 摂食

Outline of Annual Research Achievements

おいしい食事は豊かな生活を送る上で欠かせないものである。私達が食べ物を食べるときに感じる風味・フレーバーは味覚だけではなく嗅覚、すなわち後鼻腔経路によってもたらされる匂いの感覚によっても形成される。本研究では「おいしさ」を摂食によってもたらされる報酬感と定義し、摂食行動を正に強化する報酬感もたらす嗅覚神経回路をマウスを用いた神経科学実験により同定する。
マウス・ラットに食品香料でフレーバーを付加した飼料を提示すると、通常よりも摂食量が増加する。嗜好性を獲得しやすいフレーバー飼料を摂食した際に活性化する神経回路として、嗅結節という脳領域が見いだされた。嗅結節は嗅覚入力を受ける腹側線条体領域である。嗅結節内で特に強い活性化が見られた神経細胞群は、前内側部のドーパミン受容体D1を発現する細胞だった。昨年度の研究で、光遺伝学による神経操作実験を用いて嗅結節前内側部D1発現ニューロンの活動が動物に誘引的な行動をもたらすことをリアルタイム場所嗜好性試験で検証した。今年度は食嗜好性獲得に嗅結節ニューロン群が関わるかどうかを検証するために、ウイルスベクターを用いてD1ニューロン特異的に活性型DREADD (hM3Dq)または抑制型DREADD (hM4Di)を発現させ、食行動への影響を評価した。嗜好性を獲得しやすいフレーバー飼料を提示する際に、hM4Diで嗅結節ニューロンを抑制すると、摂食量の増加が抑えられる傾向が見られた。また、hM3Dqで嗅結節ニューロンを活性化すると、摂食量が増加する傾向が見られた。嗅結節D1ニューロンの活動がマウスの飼料に対する嗜好性に関わる可能性が示唆された。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Region‐ and neuronal‐subtype‐specific expression of Na,K‐ATPase alpha and beta subunit isoforms in the mouse brain (2020)
  • Author(s): Murata Koshi、Kinoshita Tomoki、Ishikawa Tatsuya、Kuroda Kazuki、Hoshi Minako、Fukazawa Yugo
  • Journal Title: Journal of Comparative Neurology Volume: - Issue: 16 Pages: 2654-2678
  • DOI: 10.1002/cne.24924
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] GABAergic neurons in the olfactory cortex projecting to the lateral hypothalamus in mice (2019)
  • Author(s): Murata K, Kinoshita T, Fukazawa Y, Kobayashi K, Kobayashi K, Miyamichi K, Okuno H, Bito H, Sakurai Y, Yamaguchi M, Mori K, Manabe H
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 9 Issue: 1 Pages: 7132-7132
  • DOI: 10.1038/s41598-019-43580-1
  • NAID: 120006862679
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Opposing roles of dopamine receptor D1- and D2-expressing neurons of the anteromedial olfactory tubercle in acquisition of place preference (2019)
  • Author(s): Koshi Murata, Tomoki Kinoshita, Yugo Fukazawa, Kenta Kobayashi, Akihiro Yamanaka, Takatoshi Hikida, Hiroyuki Manabe, and Masahiro Yamaguchi
  • Journal Title: Frontiers in Behavioral Neuroscience Volume: 13 Pages: 50-50
  • DOI: 10.3389/fnbeh.2019.00050
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Functional development of olfactory tubercle domains during weaning period in mice (2018)
  • Author(s): Wataru Murofushi, Kensaku Mori, Koshi Murata, and Masahiro Yamaguchi
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 8 Issue: 1 Pages: 13204-13204
  • DOI: 10.1038/s41598-018-31604-1
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 摂食行動を誘起する嗅覚中枢神経メカニズム (2020)
  • Author(s): 村田 航志
  • Organizer: 第97回日本生理学会大会
  • Invited
• [Presentation] Identification of GABAergic neurons in the olfactory cortex projecting to the lateral hypothalamus in mice (2019)
  • Author(s): Koshi Murata and Hiroyuki Manabe
  • Organizer: The 48th Naito Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Involvement of the olfactory tubercle in odor-induced motivated behaviors in mice (2018)
  • Author(s): Koshi Murata
  • Organizer: The 16th International Symposium on Molecular and Neural Mechanisms of Taste and Olfactory Perception
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] マウス嗅結節の光刺激が場所嗜好性試験に与える影響 (2018)
  • Author(s): 村田航志、木下智貴、小林憲太、眞部寛之、深澤有吾、山口正洋
  • Organizer: 第41回日本神経科学大会