2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K01846
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
松股 美穂 国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 研究員 (50595460)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 手綱核 / 脚間核 / アセチルコリン / 社会的闘争 / 優劣関係 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度は内側手綱核（MHb）―脚間核（IPN）回路に人為的操作を加えるためのマウスラインを確立し、社会的闘争に関わる急性行動についての結果を得た。
MHb-IPN回路には互いに交雑することなく独立した神経投射である内側手綱核背側部（dMHb）-IPNおよび、内側手綱核腹側部（vMHb）-IPNの２回路がある。vMHbからIPNへはグルタミン酸（Glu)＋アセチルコリン（ACh）が神経伝達物質として放出されているが、平成27年度の研究ではこの回路への介入を目指し、①AChのみを欠失したマウス、②vMHbでcreを発現するChat-creマウス、を使用した。これらのマウスは全てC56BL/6（B6）ラインで作製・維持している。
社会的闘争の急性行動は直径3.2cm、長さ30cmのアクリルチューブを用いて検出した。チューブの両端から２匹のマウスを内向きに入れ、どちらが相手を押し出してチューブをくぐり抜けるかで勝敗を決め（tube test）、その２匹間の優劣関係を検出する。
①ACh欠失マウス；対戦者としてB6ラインの1.5倍の体重であるCD1マウスを用いtube testを行った。多くのコントロールマウスはCD1マウスに押し出され敗戦したが、ACh欠失マウスはCD1マウスに勝利する個体が多かった。
②vMHb-IPN回路の活性化を誘導するため、チャネルロドプシンをvMHb-IPR/IPC回路に特異的に発現させ、活性化誘導のためのLED光源を脳内に埋入手術したマウスを用意した。対戦者として、B6ラインよりもおとなしいC3Hマウスを用いtube testを行ったところ、コントロールマウスではC3Hマウスを押し出し勝利傾向にあったが、VMHb-IPN活性化マウスは全て敗戦した。
以上より、vMHb-IPN回路は社会的闘争において、引き下がるポイントを決めていると想定された。
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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
申請時に計画していた社会的闘争の急性行動についてはvMHb-IPN回路の関与がほぼ正確に理解できたと考えている。活性化誘導のための実験として、Chatcreマウスへのチャネルロドプシンアデノ随伴ウイルスベクターのvMHb特異的感染と発現誘導、LED光源の脳内埋入手術というステップがあり、これをクリアした健康な正常マウスのみしか実験に使用できないため、条件検討に少し時間がかかると想像していたが、27年度中に技術を取得し、条件を決定することができ、またその実験結果も得られた。
その一方、当初27年度に計画していた、MHb-IPN-中脳灰白質（PAG）回路の、詳細な解剖学的同定や、その回路の電気生理学的な知見を得るところまでは到達できなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
①27年度に行った社会的闘争の急性行動に加え、慢性的な関係におけるvMHb-IPN回路の関わりを調べる。
②27年度の結果より、vMHb-IPN回路は降参の意の表明ポイントを決定していると考えているが、dMHb-IPNの回路についても急性期の行動についての関与を検討する。所属研究室のゼブラフィッシュを用いた類似の実験から、哺乳類のvMHb-IPN及びdMHb-IPNに当たる回路が互いに相反する行動を制御していることがわかった。これを踏まえ、dMHb-IPN回路が降参行動を抑制していると想定し同様の実験を行う。
③MHb-IPN-中脳灰白質（PAG）回路の詳細な解剖学的同定、及びその回路の電気生理学的な知見を得るための、in vivo recordingを行う。
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| Causes of Carryover |
調達方法の工夫などにより、当初計画より経費の節約ができ端数が出たため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の研究費は、実験に用いる動物飼育、ウイルスベクターの作成や入手などの消耗品購入の経費に使用する予定である。また学会発表のための旅費、論文投稿料、英文校閲費も使用予定である。
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[Journal Article] "Optical communication with brain cells by means of an implanted duplex micro-device with optogenetics and Ca(2+) fluoroimaging".2016
Author(s)
Kobayashi T, Haruta M, Sasagawa K, Matsumata M, Eizumi K, Kitsumoto C, Motoyama M, Maezawa Y, Ohta Y, Noda T, Tokuda T, Ishikawa Y, Ohta J.
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Journal Title
Sci Rep.
Volume: 16
Pages: 1-13
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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