Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
高等生物は、発達期における外環境からの感覚刺激によって脳神経を可塑的に変化させ、最終的に生物の嗜好性・社会性・環境への適応性等に変化が生じる。この変化にスクラップ&ビルドが関与していると考え、遺伝的にプログラムされた hard-wired な神経回路によって制御される先天的な情動・行動の出力が、新生仔の臨界期における外界入力によって抑制もしくは修正されるプロセスを、マウス嗅覚系を用いて分子・神経回路・行動レベルで明らかにする。
本研究では、マウス嗅覚系を用いて、外界からの嗅覚刺激に対して、柔軟に適応が可能な幼少の発達時期「臨界期」がどのくらいの期間で、どの様に決定されるのかを、分子レベルで解明することを試みた。また、幼少の臨界期に適切な嗅覚刺激がないまま成長した場合には、成体となったマウスの情動・行動にどのような変化が生ずるかを解析した。さらに、臨界期に刷り込まれた匂いの記憶が、どのようにしてマウスに正常な社会行動を誘起するのかについても検討を加えた。その結果、マウスの嗅覚による刷り込みの仕組みについて、分子レベルで解明することができた。「セマフォリン7A (Sema7A)」タンパク質は、匂いを受容して活性化した嗅神経細胞で発現量が増加することを見出した。また、この「Sema7A」が、生後一週間に限って発現する「プレキシンC1 (PlxnC1)」タンパク質と結びつくことによって、特定の神経回路が増強されて、刷り込みが成立することが分かった。さらには、愛情ホルモンとも呼ばれる脳内タンパク質「オキシトシン」が、臨界期に嗅いだ匂いを、脳内でポジティブな質感（心地良い、安心感のある匂い）として認識させる役割を持っていることが分かった。通常マウスは、幼少の臨界期に嗅いだ巣の匂いや、仲間の匂いなどを刷り込みとして記憶し、成長した後もそれらの匂いに対し、心地良い、安心、愛着といったポジティブな匂いとして識別するようになる。しかし、前述した三つのタンパク質のいずれかが機能しない場合には、刷り込みが行われなくなる。その結果として、本来は非常に興味を示すべき仲間の匂いを避け、自閉症と同様の行動をとるようになることが明らかとなった。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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eLife
Volume: 10 Pages: 65078-65078
10.7554/elife.65078
The Senses: A Comprehensive Reference (2nd Edition)
Volume: 3 Pages: 624-639
10.1016/b978-0-12-809324-5.23829-7
Communications Biology
Volume: 2 Issue: 1 Pages: 14-14
10.1038/s42003-018-0252-y
Future Med. Chem.
Volume: 24 Issue: 24 Pages: 3091-3096
10.4155/fmc-2019-0178
http://t-profile.ad.u-fukui.ac.jp/profile/ja.75dd2bfbfea687f1520e17560c007669.html
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-04/uof-syl041321.php
