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オキシトシンニューロン光操作技術を用いた共感性と自律生理反応の中枢神経基盤の解明

Publicly Offered Research

Project AreaEmpathic system
Project/Area Number 26118508
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 InstitutionNagoya University (2015)
Kyoto University (2014)

Principal Investigator

中村 和弘  名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00548521)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Fiscal Year 2015: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Keywordsオキシトシン / 光遺伝学 / ウイルス / 神経回路 / 自律神経 / 体温調節 / 共感性 / 情動
Outline of Annual Research Achievements

視床下部のオキシトシンニューロンは情動関連領域である大脳辺縁系などへ投射し、オキシトシンを放出することによって情動に影響を与え、共感や母性といった感情の発現に関与すると考えられている。研究代表者は、そういった感情の発現に付随する体温の上昇や皮膚血流の増加といった自律神経反応の発現にもオキシトシンが関与し、さらに、それが母性や哺育行動に伴う「温かさ」や人間の顔色・表情の微妙な変化を生み出しているという可能性を考えている。そこで本研究では、視床下部のオキシトシンニューロンが情動関連領域である大脳辺縁系だけでなく、自律神経調節に関わる延髄へも軸索を投射し、オキシトシンを放出することによって自律生理反応を惹起するという仮説を検証した。
オキシトシンニューロン特異的に任意のリポーター遺伝子を高発現させるOXY-Tet virusを開発し、ラット視床下部室傍核へウイルスを注入して膜移行型蛍光蛋白質を発現させたところ、オキシトシンニューロン特異的に蛍光蛋白質を発現させることに成功し、延髄への長距離投射軸索の終末まで蛍光蛋白質の強い蛍光シグナルが観察できた。OXY-Tet virusを用いて光感受性カチオンチャネルであるChIEFを視床下部室傍核のオキシトシンニューロンに発現させることにも成功し、延髄縫線核の軸索終末に運ばれたChIEFにin vivoで光照射したところ、褐色脂肪熱産生を惹起した。この結果は、視床下部室傍核から延髄縫線核へのオキシトシン作動性神経伝達が熱産生や体温上昇などの自律生理反応を駆動できることを示すものである。今後、この手法を駆使することで、オキシトシンニューロンから各投射領域への神経投射が担う神経機能を特定することが可能となり、オキシトシンが担う様々な神経機能の発現メカニズムの解明につながることが期待される。

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。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (20 results) (of which Invited: 15 results) Book (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Neural circuit for psychological stress-induced hyperthermia.2015

    • Author(s)
      Nakamura, K.
    • Journal Title

      Temperature

      Volume: 2 Issue: 3 Pages: 352-361

    • DOI

      10.1080/23328940.2015.1070944

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    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 心理ストレスと体温上昇2015

    • Author(s)
      中村和弘
    • Journal Title

      Brain and Nerve

      Volume: 67 Pages: 1205-1214

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  • [Journal Article] Distribution of Fos-immunoreactive cells in rat forebrain and midbrain following social defeat stress and diazepam treatment.2014

    • Author(s)
      Lkhagvasuren B, Oka T, Nakamura Y, Hayashi H, Sudo N, Nakamura K
    • Journal Title

      Neuroscience

      Volume: 272 Pages: 34-57

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2014.04.047

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Psychological Stress Activates a Dorsomedial Hypothalamus-Medullary Raphe Circuit Driving Brown Adipose Tissue Thermogenesis and Hyperthermia.2014

    • Author(s)
      Kataoka N, Hioki H, Kaneko T, Nakamura K.
    • Journal Title

      Cell Metab

      Volume: 20(2) Issue: 2 Pages: 346-358

    • DOI

      10.1016/j.cmet.2014.05.018

    • NAID

      120005553940

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  • [Journal Article] 体温調節に必要な環境温度情報の神経伝達機構(2013年度日本自律神経学会賞受賞総説)2014

    • Author(s)
      中村和弘
    • Journal Title

      自律神経

      Volume: 51 Pages: 91-98

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  • [Journal Article] 体温調節機構とその異常2014

    • Author(s)
      中村和弘
    • Journal Title

      Clinical Neuroscience

      Volume: 32 Pages: 1387-1390

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  • [Presentation] Medial prefrontal cortex provides psychological stress signals to the dorsomedial hypothalamus to drive brown adipose tissue thermogenesis and hyperthermia2015

    • Author(s)
      Naoya Kataoka, Kazuhiro Nakamura
    • Organizer
      Neuroscience 2015
    • Place of Presentation
      米国・シカゴ
    • Year and Date
      2015-10-17
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      Nakamura, K.
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      Kyoto Conference of Young Lions in Obesity Research
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      京都大学メディカルイノベーションセンター(京都府京都市)
    • Year and Date
      2015-10-05
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      Nakamura, K.
    • Organizer
      International Society for Autonomic Neuroscience (ISAN) 2015
    • Place of Presentation
      イタリア・ストレーザ
    • Year and Date
      2015-09-26
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  • [Presentation] Medullary reticular GABAergic neurons mediate neuropeptide Y-induced inhibition of brown adipose tissue thermogenesis2015

    • Author(s)
      Y. Nakamura, Y. Yanagawa, S.F. Morrison, K. Nakamura
    • Organizer
      International Society for Autonomic Neuroscience (ISAN) 2015
    • Place of Presentation
      イタリア・ストレーザ
    • Year and Date
      2015-09-26
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  • [Presentation] 体温の中枢神経調節2015

    • Author(s)
      中村和弘
    • Organizer
      第53回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県金沢市)
    • Year and Date
      2015-09-13
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  • [Presentation] 心因性発熱の中枢神経回路メカニズム(Central circuit mechanism of psychogenic fever)2015

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      中村和弘、片岡直也
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-07-28
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  • [Presentation] 社会心理ストレスによって惹起される褐色脂肪熱産生ならびに体温上昇に関与する内側前頭前皮質ニューロン(Medial prefrontal cortical neurons involved in sociopsychological stress-induced brown fat thermogenesis and hyperthermia)2015

    • Author(s)
      片岡直也、中村和弘
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-07-28
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  • [Presentation] 体温調節の中枢神経メカニズム2015

    • Author(s)
      中村和弘
    • Organizer
      日本睡眠学会 第40回定期学術集会
    • Place of Presentation
      栃木県総合文化センター(栃木県宇都宮市)
    • Year and Date
      2015-07-02
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  • [Presentation] 体温調節、発熱、ストレス性高体温症の中枢神経回路2015

    • Author(s)
      中村和弘
    • Organizer
      第6回 Advanced Biological Chemistry Seminar
    • Place of Presentation
      京都大学桂キャンパス(京都府京都市)
    • Year and Date
      2015-06-23
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  • [Presentation] ストレス性自律生理反応を駆動する中枢神経回路機構2015

    • Author(s)
      中村和弘、片岡直也
    • Organizer
      第120回日本解剖学会総会・全国学術総会・第92回日本生理学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸市
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-23
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  • [Presentation] ストレス性体温上昇に関与する大脳辺縁系・皮質領域の探索2015

    • Author(s)
      片岡直也、中村和弘
    • Organizer
      第120回日本解剖学会総会・全国学術総会・第92回日本生理学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸市
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-23
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  • [Presentation] 環境ストレスから生命を守る体温調節システム2015

    • Author(s)
      中村和弘
    • Organizer
      第8回ラットリソースリサーチ研究会
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2015-01-23
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  • [Presentation] 褐色脂肪熱産生を調節する中枢神経システム~環境ストレスを生き抜くために~2014

    • Author(s)
      中村和弘
    • Organizer
      第4回Metabolism Scientific Forum
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2014-12-20
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  • [Presentation] 体温調節の中枢神経回路~多様な環境ストレスを生き抜くために~2014

    • Author(s)
      中村和弘
    • Organizer
      17th Cardiovascular Metabolism and Aging Conference
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2014-12-12
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      中村和弘
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      第21回日本行動神経内分泌研究会
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      埼玉県秩父市
    • Year and Date
      2014-09-03 – 2014-09-05
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      温熱生理研究会
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      愛知県岡崎市
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      2014-08-28 – 2014-08-29
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      中村和弘
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      「共感性の進化・神経基盤」領域の公募班キックオフ会議
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      東京都
    • Year and Date
      2014-07-05 – 2014-07-06
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  • [Presentation] 褐色脂肪熱産生を制御する視床下部―延髄―交感神経回路2014

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      中村和弘
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      第57回日本糖尿病学会
    • Place of Presentation
      大阪市
    • Year and Date
      2014-05-22 – 2014-05-24
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  • [Presentation] Central thermoregulatory system: a mechanism that defends life from various environmental stressors (Henry Pickering Bowditch Award 受賞講演)2014

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      Nakamura, K
    • Organizer
      Experimental Biology 2014
    • Place of Presentation
      米国・サンディエゴ
    • Year and Date
      2014-04-26 – 2014-04-30
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  • [Presentation] 体温調節の仕組み2014

    • Author(s)
      中村和弘
    • Organizer
      第18回東北生活習慣病研究会
    • Place of Presentation
      宮城県仙台市
    • Year and Date
      2014-04-16
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  • [Book] Annual Review 糖尿病・代謝・内分泌 20162016

    • Author(s)
      寺内康夫、伊藤裕、石橋俊(中村和弘:「体温の中枢制御機構」執筆)
    • Publisher
      中外医学社
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  • [Book] 糖尿病学20152015

    • Author(s)
      門脇孝 編集(中村和弘:「褐色脂肪細胞の熱産生を制御する視床下部-延髄-交感神経回路」執筆)
    • Total Pages
      168
    • Publisher
      診断と治療社
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  • [Book] リッピンコットシリーズ イラストレイテッド生理学2014

    • Author(s)
      鯉渕典之、栗原 敏 監訳(中村和弘:第38章翻訳)
    • Total Pages
      640
    • Publisher
      丸善
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  • [Remarks] 名古屋大学大学院医学系研究科 統合生理学分野ウェブサイト

    • URL

      http://www.med.nagoya-u.ac.jp/physiol2/

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      2015 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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