2014 Fiscal Year Annual Research Report
光遺伝学的な軸索活動の観察と操作による持続的注意を司る神経回路動態の解明
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14J09497
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
宮本 大祐 名古屋大学, 環境医学研究所, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 光遺伝学 / 大脳皮質 / 感覚皮質 / 運動皮質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
宮本特別研究員は光遺伝学的に軸索活動を操作する実験系を確立し、注意状態時における大脳皮質の神経回路動態について研究を遂行した。本研究員が開発した物体ー床面認識課題においては、探索環境に物体を設置することにより、マウスの注意状態や探索意欲を上昇させている。物体ー床面認識課題において課題中のマウスにおいて、光遺伝学的な軸索活動の抑制を行った。光遺伝学的な軸索活動の抑制は、前頭葉に位置している高次脳領域である二次運動皮質 (M2) と触覚の主要な入力領域である一次体性感覚皮質 (S1) 間の双方向性の経路において行った。光遺伝学的な軸索活動の抑制を行うために、アデノ随伴ウィルス (AAV) を用いた。AAVの種類としては、AAV-CMV-ArchT, AAV-CaMKII-enArchT3.0を検討した。CMVプロモーターを用いると細胞種選択的な神経活動の操作は出来ないが、CaMKIIプロモーターを用いて、興奮性細胞に特異的な操作を可能とした。これらのAAVを二次運動皮質 (M2) 又は一次体性感覚皮質 (S1) にインジェクションした。そして、光ファイバーを取り付けたLEDを用いて、投射先において緑色光を照射することにより、経路選択的かつ、時期選択的に軸索活動を抑制した。M2→S1, S1→M2経路のそれぞれにおいて経路選択的に軸索活動を抑制することにより、注意状態時の触覚学習成績が低下することを解明した。また、光遺伝学的な軸索活動の観察のために、カルシウム濃度変化を検出する蛍光タンパク質であるGCaMPのAAVも作成した。
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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
従来から本研究員が習熟している光遺伝学的な神経活動の操作の実験だけでなく、光遺伝学的な神経活動の観察をするための実験技術を習得するために、著名な海外の研究室においても見学・議論を行った。加えて、4 回の国内学会発表と1 回の国際学会発表を行った。以上の研究内容、研究成果ともに、期待通り研究が進展したと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
作製したアデノ随伴ウィルスを検討し、光遺伝学的な神経活動の観察を行う。
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Research Products
(4 results)
