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オプトジェネティクスによる正中縫線核セロトニン神経と衝動性の関係の解明

Publicly Offered Research

Project AreaElucidation of neural computation for prediction and decision making: toward better human understanding and applications
Project/Area Number 24120501
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

大村 優  北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (80597659)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000)
Fiscal Year 2013: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2012: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Keywords精神薬理学 / オプトジェネティクス
Research Abstract

異常な衝動性の亢進は薬物依存や犯罪、自殺の危険因子となり得る。本研究の主な目的は、衝動的行動を制御している神経回路・関連分子を解明することにある。本研究では特に正中縫線核5-HT神経に着目し、中枢神経系のセロトニンと衝動性の関係について諸々の未解決の問題を、オプトジェネティクスによって一挙に解決しようとすることにあった。具体的には、5-HT神経特異的に光受容体であるチャネルロドプシンを発現させ、正中縫線核に留置したファイバーにより光を照射し、5-HT神経活動のON/OFFを可逆的かつ時間的に精密に制御し、衝動的行動の変化を計測した。衝動的行動の測定には3-選択反応時間課題を用いた。
中枢5-HT神経細胞にのみチャネルロドプシンを発現するマウスの正中縫線核に光刺激のためのプラスチックファイバーを埋め込んだ。3-選択反応時間課題の遂行直前、もしくは遂行中に光刺激を与えて5-HT神経細胞の活動を増加させることにより、衝動的行動が抑制されるかどうかを検証した。
結果として、正中縫線核のセロトニン神経細胞の活動を上昇させることで衝動的行動が顕著に減少することが観察された。3-選択反応時間課題では注意機能や意欲を測定することもできるが、それらの指標には変化が無かった。つまり、正中縫線核のセロトニン神経活動は衝動性に選択的に関与していることが示唆された。
さらに、関与するセロトニン受容体の種類を同定するためにセロトニン5-HT2C受容体欠損マウスと上述の5-HT神経特異的に光受容体であるチャネルロドプシンを発現させたマウスを交配させたが、繁殖が上手くいかなかった。現在のところ理由は不明であるが、5-HT2C受容体欠損により痙攣発作がしばしば見られること、チャネルロドプシンを過剰発現させることで小胞体ストレスがかかってしまったことなどが推測される。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Optogenetic Activation of Serotonergic Neurons Enhances Anxiety-Like Behavior in Mice2014

    • Author(s)
      Ohmura Y, Tanaka F K, Tsunematsu T, Yamanaka A, Yoshioka M
    • Journal Title

      International Journal of Neuropsychopharmacology

      Volume: 未定

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 光遺伝学による中枢セロトニン神経の選択的制御を用いてセロトニン再取り込み阻害薬の作用機序を考える2014

    • Author(s)
      大村 優
    • Organizer
      第87回日本薬理学会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(仙台市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 衝動性抑制薬とその作用機序2013

    • Author(s)
      大村 優
    • Organizer
      第23回日本臨床精神神経薬理学会・第43回日本神経精神薬理学会 合同年会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(宜野湾市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] Yu Ohmura's web page

    • URL

      http://www.geocities.jp/neuropharmacology_yuohmura/

    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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