社会性動物の情動を制御する生物活性リガンドの同定

• Project Area: Frontier research of chemical communications
• Project/Area Number: 20H04766
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 清川 泰志 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (70554484)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: フェロモン / 情動 / ラット / 社会行動 / ドブネズミ / 哺乳類 / 生物活性リガンド

Outline of Research at the Start

不安や恐怖は、様々な脅威を避けることを可能にする適応的な情動である。しかしこれらの情動が不必要に強くなると、正常な社会生活を妨げてしまうことになりかねない。応募者はこれまで、ラットにおいて不安や恐怖を惹起する警報フェロモンと、不安や恐怖を抑制する安寧フェロモンという、2つの情動フェロモンを見出してきた。安寧フェロモンのリガンドを同定するとともに、2つのフェロモンの中枢作用メカニズムを解析することで、状況に応じて不安や恐怖を切り替えるという、社会性の基盤となる化学コミュニケーションを包括的に理解することを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本年度に得られた主要な成果は以下の通りである
安寧フェロモンとして機能するリガンド同定に関する研究：先行研究により安寧フェロモンのリガンド候補として挙げられた物質を野生ドブネズミも放出していることが明らかになってきた。そこで野生ドブネズミも共通の物質をリガンドとして使用している可能性を検討するために、当該物質が野生ドブネズミに与える影響を検討した。その結果、実験室内においても、実験室外においても効果を持つことが示唆された。

フェロモンの中枢作用メカニズムに関する研究：安寧フェロモン作用の神経メカニズムとして、前嗅核後部が重要な役割を担っていることが示唆されている。しかし前嗅核後部はこれまでほとんど解析が行われてこなかった神経核であるため、基盤となる解剖学的情報が非常に乏しい神経核であった。そこで順行性トレーサーを用いて解析を行ったところ、前嗅核後部が投射している領域に関する情報を得ることができた。
また警報フェロモンの中枢作用メカニズムに関しても研究を進めてきた。警報フェロモンのリガンドである4-メチルペンタナールとヘキサナールはそれぞれ鋤鼻系と主嗅覚系で需要されるため、これらの情報が「統合センター」にて統合された後に、分界条床核へと伝達されていくことが想定されている。この統合センターを同定するために検討を進めたところ、ある領域が有力候補として挙げられた。またその他にも、鋤鼻系と主嗅覚系で受容した情報を統合センターに伝達していると考えられる様々な領域や、分界条床核を含めて統合センターから情報を受信していると考えられる様々な領域に関しても情報を得ることができた。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Fordham University(米国)
• [Int'l Joint Research] Otto-von-Guericke University Magdeburg(ドイツ)
• [Int'l Joint Research] Otto-von-Guericke University Magdeburg(ドイツ)
• [Int'l Joint Research] Fordham University(米国)
• [Journal Article] Mapping of c-Fos expression in the medial amygdala following social buffering in male rats (2022)
  • Author(s): Zhang Xinrui、Kiyokawa Yasushi、Takeuchi Yukari
  • Journal Title: Behavioural Brain Research Volume: 422 Pages: 113746-113746
  • DOI: 10.1016/j.bbr.2022.113746
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Social distancing measures differentially affected rats in North America and Tokyo (2021)
  • Author(s): Kiyokawa Yasushi、Tanikawa Tsutomu、Ootaki Masato、Parsons Michael H.
  • Journal Title: Journal of Pest Science Volume: 95 Issue: 1 Pages: 79-86
  • DOI: 10.1007/s10340-021-01405-z
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Rats do not consider all unfamiliar strains to be equivalent (2021)
  • Author(s): Kogo Hiroki、Maeda Naori、Kiyokawa Yasushi、Takeuchi Yukari
  • Journal Title: Behavioural Processes Volume: 190 Pages: 104457-104457
  • DOI: 10.1016/j.beproc.2021.104457
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rats and the COVID-19 pandemic: considering the influence of social distancing on a global commensal pest (2021)
  • Author(s): Parsons Michael H、Richardson Jonathan L、Kiyokawa Yasushi、Stryjek Rafal、Corrigan Robert M、Deutsch Michael A、Ootaki Masato、Tanikawa Tsutomu、Parsons Faith E、Munshi-South Jason
  • Journal Title: Journal of Urban Ecology Volume: 7 Issue: 1
  • DOI: 10.1093/jue/juab027
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Existence of wild brown rats (<i>Rattus norvegicus</i>) that are indifferent to novel objects (2021)
  • Author(s): KOIZUMI Ryoko、KIYOKAWA Yasushi、TANAKA Kazuyuki D.、KIMURA Goro、TANIKAWA Tsutomu、TAKEUCHI Yukari
  • Journal Title: Journal of Veterinary Medical Science Volume: 83 Issue: 1 Pages: 78-83
  • DOI: 10.1292/jvms.20-0568
  • NAID: 130007967845
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Records of rat control campaigns in a food market with the largest seafood trading volume worldwide (2021)
  • Author(s): Kiyokawa Yasushi、Koizumi Ryoko、Yamada Ryoko、Hijikata Masayuki、Kimura Goro、Tanaka Kazuyuki D.、Takeuchi Yukari、Tanikawa Tsutomu
  • Journal Title: Urban Ecosystems Volume: － Issue: 5 Pages: 1011-1021
  • DOI: 10.1007/s11252-021-01095-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Context and trade-offs characterize real-world threat detection systems: A review and comprehensive framework to improve research practice and resolve the translational crisis (2020)
  • Author(s): Fendt Markus、Parsons Michael H.、Apfelbach Raimund、Carthey Alexandra J.R.、Dickman Chris R.、Endres Thomas、Frank Anke S.K.、Heinz Daniel E.、Jones Menna E.、Kiyokawa Yasushi、Kreutzmann Judith C.、Roelofs Karin、Schneider Miriam、Sulger Julia、Wotjak Carsten T.、Blumstein Daniel T.
  • Journal Title: Neuroscience & Biobehavioral Reviews Volume: 115 Pages: 25-33
  • DOI: 10.1016/j.neubiorev.2020.05.002
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 新型コロナウイルスが飲食店街のドブネズミに与えた影響 (2021)
  • Author(s): 清川泰志、大瀧真門、神戸嘉一、谷川力
  • Organizer: 第73回日本衛生動物学会
• [Presentation] The integration site of two olfactory systems upon the detection of the alarm pheromone in rats (2021)
  • Author(s): Kobayashi, M., Kiyokawa, Y. and Takeuchi, Y.
  • Organizer: The 30th Annual Meeting of the International Behavioral Neuroscience Society
• [Presentation] Analyses of the posterior complex of the anterior olfactory nucleus projections associated with rat social buffering (2021)
  • Author(s): Lu, M.H., Kiyokawa, Y. and Takeuchi, Y.
  • Organizer: The 30th Annual Meeting of the International Behavioral Neuroscience Society
• [Presentation] ラット安寧フェロモンの同定に向けて (2021)
  • Author(s): 清川泰志
  • Organizer: 新学術領域研究（研究領域提案型）「化学コミュニケーションのフロンティア」第8回公開シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] クマネズミ捕獲におけるネズミ調査ブロックの有用性 (2021)
  • Author(s): 松下明文、長岡慧、小泉亮子、清川泰志、谷川力
  • Organizer: 第37回日本ペストロジー学会北海道大会
• [Presentation] The possible contribution of the medial amygdala to social buffering of conditioned fear responses in rats (2020)
  • Author(s): Zhang, X., Kiyokawa, Y., Takeuchi, Y.
  • Organizer: The 43rd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 社会的緩衝作用に関わる前嗅核後部複合体の投射様式 (2020)
  • Author(s): 呂旻軒、清川泰志、武内ゆかり
  • Organizer: 第163回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] Possible participation of the posteroventral medial amygdala in rat social buffering (2020)
  • Author(s): Lu, M.H., Kiyokawa, Y., Takeuchi, Y.
  • Organizer: NTU-UTokyo Veterinary Medicine Online Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Book] 衛生動物の事典 (2020)
  • Author(s): 津田 良夫、安居院 宣昭、谷川 力、夏秋優、林利彦、平林公男、山内健生
  • Total Pages: 440
  • Publisher: 朝倉書店
  • ISBN: 9784254640489
• [Remarks] 東京大学獣医動物行動学
  • URL: http://www.vm.a.u-tokyo.ac.jp/koudou/
• [Remarks] 東京大学獣医動物行動学研究室
  • URL: http://www.vm.a.u-tokyo.ac.jp/koudou/