光遺伝学・薬理遺伝学を用いた情動性社会行動の回路基盤解明

• Project Area: Empathic system
• Project/Area Number: 26118507
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Jichi Medical University (2015); Nagoya University (2014)
• Principal Investigator: 犬束 歩 自治医科大学, 医学部, 助教 (30584776)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000); Fiscal Year 2015: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2014: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
• Keywords: 視床下部 / オレキシン神経 / DREADD / ファイバーフォトメトリー / 本能行動 / 神経回路 / オレキシン / 光遺伝学 / 薬理遺伝学

Outline of Annual Research Achievements

視床下部で分泌される神経ペプチドは、動物の社会性に大きく影響することが知られている。近年、ヒトの扁桃体に挿入したプローブを用いたマイクロダイアリシスにより、オレキシンが感情の伴う社会行動に連動してその濃度を大きく変化させていることが報告された。本研究では、社会行動の発現とオレキシン神経の活動との因果関係を明らかにすることを目指している。平成２７年度の研究期間内において、申請者は自由行動下におけるオレキシン神経特異的な活動記録を達成することを目標とした。
申請者はまず、tTA存在下で細胞内カルシウム濃度の蛍光プローブ(G-CaMP6)を発現するアデノ随伴ウイルスベクターを作成した。このウイルスベクターを、オレキシン神経特異的にtTAを発現するorexin-tTAマウスに局所投与することで、オレキシン神経特異的なG-CaMP6の発現を達成した。次に、このマウスの視床下部外側野に光ファイバーを挿入することで、オレキシン神経特異的な神経活動を蛍光量の変化によって解析した。こうしたファイバーフォトメトリーと呼ばれる光学装置については株式会社ルシールとの共同開発を行い作成した。申請者はファイバーフォトメトリーを用いた解析によって、覚醒下において侵害刺激を与えられたマウスではオレキシン神経の活動が上昇することを見出した。マイクロダイアリシスを用いた先行研究では、痛みを感じているときにオレキシンの脳内濃度は低いと報告されている。申請者の実験結果はマイクロダイアリシスでは検出が困難であった秒オーダーの一過的な活動変化をとらえたものであると考えられる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Insular neural system controls decision-making in healthy and methamphetamine-treated rats (2015)
  • Author(s): Mizoguchi H, Katahira K, Inutsuka A, Fukumoto K, Nakamura A, Wang T, Nagai T, Sato J, Sawada M, Ohira H,Yamanaka A, Yamada K
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U S A Volume: 112 (29) Issue: 29 Pages: 3930-3939
  • DOI: 10.1073/pnas.1418014112
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A top-down cortical circuit for accurate sensory perception (2015)
  • Author(s): Manita S, Suzuki T, Homma C, Matsumoto T, Odagawa M, Yamada K, Ota K, Matsubara C, Inutsuka A, Sato M, Ohkura M, Yamanaka A, Yanagawa Y, Nakai J, Hayashi Y, Larkum ME, Murayama M
  • Journal Title: Neuron Volume: 86(5) Issue: 5 Pages: 1304-16
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2015.05.006
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Atomistic design of microbial opsin-based blue-shifted optogenetics tools (2015)
  • Author(s): Kato HE, Kamiya M, Sugo S, Ito J, Taniguchi R, Orito A, Hirata K, Inutsuka A,Yamanaka A, Maturana AD, Ishitani R, Sudo Y, Hayashi S, Nureki O
  • Journal Title: Nat Commun Volume: 6 Issue: 1 Pages: 7177-7177
  • DOI: 10.1038/ncomms8177
  • NAID: 120005745621
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Optogenetic manipulation of activity and temporally controlled cell-specific ablation reveal a role for MCH neurons in sleep/wake regulation. (2014)
  • Author(s): Tsunematsu T, Ueno T, Tabuchi S, Inutsuka A, Tanaka KF, Hasuwa H, Kilduff TS, Terao A, Yamanaka A.
  • Journal Title: Journal of Neuroscience Volume: 34 Issue: 20 Pages: 6896-6909
  • DOI: 10.1523/jneurosci.5344-13.2014
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Concurrent and robust regulation of feeding behavions and metabolism by orexin neurons. (2014)
  • Author(s): Inutsuka A, Inui A, Tabuchi S, Tsunematsu T, Lazarus M.
  • Journal Title: Neuropharmacology Volume: 85 Pages: 451-460
  • DOI: 10.1016/j.neuropharm.2014.06.015
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Vangl2 regulates E-cadherin in epithelial cells. (2014)
  • Author(s): Nagaoka, T., Inutsuka, A., Begum, K., Bin hafiz, K. & Kishi, M.
  • Journal Title: Scientific reports Volume: 4 Issue: 1 Pages: 6940-6940
  • DOI: 10.1038/srep06940
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Correlative activity and physiological role of orexin neurons in nociception (2015)
  • Author(s): 犬束歩、山下哲、田口徹、チョドリスリカンタ、山中章弘
  • Organizer: 包括型脳科学研究推進支援ネットワーク 平成27 年度 冬のシンポジウム
  • Place of Presentation: 東京都・千代田区
  • Year and Date: 2015-12-18
• [Presentation] The integrative role of orexin neurons in nociception and analgesia (2015)
  • Author(s): Ayumu Inutsuka, Akira Yamashita, Srikanta Chowdhury, Junichi Nakai, Masamichi Okura, Toru Taguchi, Akihiro Yamanaka
  • Organizer: THE 12TH NIKKO INTERNATIONAL SYMPOSIUM 2015 FRONTIERS IN TRANSLATIONAL NEUROSCIENCE
  • Place of Presentation: 栃木県・下野市
  • Year and Date: 2015-11-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] オレキシン神経は痛み刺激に応じて活動し、侵害受容を調節する (2015)
  • Author(s): 犬束歩、山下哲、田口徹、チョドリスリカンタ、山中章弘
  • Organizer: 第３８回 日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 兵庫県・神戸市
  • Year and Date: 2015-07-29
• [Presentation] The physiological role of orexin neurons in feeding and metabolism revealed by pharmacogenetic activation and chronic ablation (2014)
  • Author(s): Inutsuka A, Inui A, Tabuchi S, Lazarus M, Yamanaka A.
  • Organizer: Neuroscience 2014 Annual Meeting
  • Place of Presentation: Washington, D.C.
  • Year and Date: 2014-11-19
• [Presentation] オレキシン神経特異的な活動操作・細胞死誘導による、摂食・代謝調節機構の解析 (2014)
  • Author(s): 犬束 歩、乾 あずさ、田淵 紗和子、常松 友美、Michael Lazarus、山中 章弘
  • Organizer: 第６１回中部日本生理学会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2014-11-08
• [Presentation] 薬理遺伝学的手法を用いたオレキシン神経の機能解析 (2014)
  • Author(s): 犬束 歩
  • Organizer: 平成26年度生理学研究所研究会 グリア細胞機能から迫る脳機能解明
  • Place of Presentation: 岡崎
  • Year and Date: 2014-10-24
  • Invited
• [Presentation] Pharmacogenetic analysis of concurrent regulation of feeding and metabolism by orexin neurons (2014)
  • Author(s): Inutsuka A, Inui A, Tabuchi S, Lazarus M, Yamanaka A.
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-09-13
• [Book] 分子脳科学: 分子から脳機能と心に迫る (2015)
  • Author(s): 三品 昌美
  • Total Pages: 291
  • Publisher: 化学同人
• [Book] プログレッシブ生命科学 (第7章 2.時間単位のリズム) (2014)
  • Author(s): 犬束歩、山中章弘
  • Publisher: 南山堂
• [Patent(Industrial Property Rights)] 投射経路選択的な遺伝子発現制御 (2014)
  • Inventor(s): 山中章弘、犬束歩
  • Industrial Property Rights Holder: 山中章弘、犬束歩
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2014-04-30