2017 Fiscal Year Annual Research Report
温度による行動制御の基盤となる快・不快情動生成機構の解明
| Project Area | Integrative understanding of biological phenomena with temperature as a key theme |
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| Project/Area Number |
15H05934
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
南 雅文 北海道大学, 薬学研究院, 教授 (20243040)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柴崎 貢志 群馬大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (20399554)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 脳・神経 / 神経科学 / 環境 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
暑熱（38℃）環境下で神経活動が亢進することが示された脳領域のうち、c-Fos発現上昇が顕著であった視床室傍核について、c-Fos陽性細胞の詳細な定量的解析を行った。さらに、寒冷（8℃）環境下における視床室傍核での神経活動亢進についてもc-Fos発現陽性細胞の定量的解析に着手した。平成27-28年度の研究で明らかとなっていた暑熱および寒冷環境下における分界条床核内ノルアドレナリン遊離亢進について、データをまとめ学術誌に投稿した。分界条床核神経活動亢進による不快情動生成に関わる神経回路を明らかにするため、分界条床核から扁桃体中心核、腹側被蓋野、視床下部に投射する神経細胞の性質を電気生理学的手法により解析するとともに、分界条床核から扁桃体中心核に投射する神経路については光遺伝学的手法により、当該神経路の活性化が不快情動を惹起することを明らかにした。暑熱環境下で活性化する神経細胞特異的に外来遺伝子を発現させる手法としてc-fosプロモーターとCre-loxPシステムを用いた発現系などについて検討を加えた。特定の脳領域の神経活動を可逆的に不活性するためhM4D(Gi)を用いたDREADD法による実験系を導入した。また、環境温度による快・不快情動生成機構を解明するため、自由行動下マウスからのリアルタイム神経活動計測の実験系を構築した。さらに、公募藤田班との連携研究により、低温誘導性タンパク質CIPの軽度低温での発現誘導に34℃以上で活性化する温度センサー分子であるTRPV4が必要であることを見いだした。このCIP発現誘導はTRPV4のチャネル活性とは独立した事象であることも明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
暑熱（38℃）および寒冷（8℃）環境下における視床室傍核での神経活動亢進について、c-Fos陽性細胞の定量的解析を行い論文投稿の準備を進めている。また、暑熱および寒冷環境下における分界条床核内ノルアドレナリン遊離亢進については、データをまとめて学術誌に投稿した。分界条床核神経活動亢進による不快情動生成に関わる神経回路についても一定の研究成果を挙げている。また、公募藤田班との連携研究により、低温誘導性タンパク質CIPの軽度低温での発現誘導に34℃以上で活性化する温度センサー分子であるTRPV4が必要であること、このCIP発現誘導はTRPV4のチャネル活性とは独立した事象であることを明らかにした。領域内連携により温度感受性蛍光プローブによる脳内温度計測を行う計画については、ファイバーフォトメトリーによる脳内神経活動計測には成功しており、今後領域内連携を進め、温度感受性蛍光プローブによる脳内温度計測を行う予定である。以上より、研究はおおむね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度の研究により検討した１）c-fosプロモーターとCre-loxPシステムを用いた発現系等により暑熱環境下で活性化する神経細胞特異的に外来遺伝子を発現させる手法や、２）hM4D(Gi)を用いたDREADD法により特定の脳領域の神経活動を可逆的に不活性する手法を利用して、暑熱（38℃）および寒冷（8℃）環境下における不快情動生成に関与する脳領域および神経路を明らかにする。ファイバーフォトメトリーによる脳内蛍光計測法と、領域内で開発される温度感受性蛍光プローブを用いて、自由行動下マウスの脳内温度計測法を確立する。
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