Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
臨界期での社会的孤立ストレスにより発症する精神疾患遺伝モデルマウスを用いて、神経回路病態を明らかにする。特に、ドーパミン動態と大脳基底核神経回路に着目し、モデルマウスの認知行動中のドーパミンイメージングおよび回路特異的なカルシウムイメージングを行う。また、同定した神経回路病態を是正する回路操作を行い、モデルマウスの認知行動の正常化を試みる。これらから、認知行動の回路機構の理論化を行い、臨界期の操作・再開における標的を推定する。
本研究は、ドーパミン動態と大脳基底核神経回路に着目し、精神疾患の発症における臨界期機構の解明を目的とした。本年度は、大脳基底核神経回路において、ドーパミン入力を受けるD1経路とD2経路の認知行動における役割を、可逆的神経伝達阻止法、DREADD法、光遺伝学手法による神経回路操作および回路特異的なカルシウムイメージングにより明らかにすることを目的とした。研究代表者が開発した大脳基底核神経回路に特異的な可逆的神経伝達阻止法を用いて、 ドーパミンD1受容体を発現する側坐核中型有棘神経細胞(D1ニューロン)とドーパミンD2受容体を発現する側坐核中型有棘神経細胞(D2ニューロン)のそれぞれ特異的に破傷風菌毒素を発現させることで神経伝達遮断を行い、Attentional set-shifting課題への影響を調べた。その結果、Attentional set-shifting課題における逆転課題において、側坐核のD2ニューロンが重要な役割を担っていることを示した。さらに、視覚性図形弁別学習課題において、無報酬と図形(CS-)を関連付けさせ、CS-への反応を抑制する必要のある認知行動課題を開発し、行動中のD1ニューロンとD2ニューロンの神経活動を回路特異的なカルシウムイメージングを行い、小型顕微鏡により一細胞レベルで観察した。すると、D2ニューロンが無報酬の結果(誤答)の直後のタイミングで特異的に活性化していることがわかった。そこで、光遺伝学手法により、活性化しているタイミングでD2ニューロンの光による抑制を行うと、次の試行での課題正答率が低下することが示された。このことは、誤答直後のD2ニューロンの活性化が同じ失敗を繰り返さないために必要であることを示す。
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2023 2022 2021 Other
All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results, Peer Reviewed: 12 results, Open Access: 12 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results, Invited: 13 results) Remarks (1 results)
Nature Communications
Volume: 14 Issue: 1 Pages: 2284-2284
10.1038/s41467-023-38025-3
Frontiers in Neuroscience
Volume: 17 Pages: 1192237-1192237
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Volume: 16 Pages: 1-13
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Volume: 16 Pages: 885380-885380
10.3389/fnins.2022.885380
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Psychiatry and Clinical Neurosciences
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Genes to Cells
Volume: 27(4) Issue: 4 Pages: 254-265
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PLOS ONE
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10.1016/j.neunet.2021.09.009
Volume: 144 Pages: 603-613
10.1016/j.neunet.2021.09.018
http://www.protein.osaka-u.ac.jp/achievements/20230428/