性シグナル伝達を司る神経回路の機能実証

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K14881
• Research Institution: Azabu University
• Principal Investigator: 菊水 健史 麻布大学, 獣医学部, 教授 (90302596)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: フェロモン / 扁桃体 / 性行動 / 攻撃行動

Outline of Annual Research Achievements

オスマウスの涙には、ESP1というフェロモンが含まれる。オスから分泌されたESP1は、メスの鼻の下部にある鋤鼻器官を刺激して、メスの性行動を促進させることがあきらかとなっていた。しかし、他のオスに対してどのような作用があるかは不明であった。今年度、ESP1が、異系統の尿の存在下、オスに攻撃を促す効果があることを見いだした。さらに、オスは、性成熟とともに分泌が増加するESP1が自分自身にも作用することによって、自身が持つ攻撃性がさらに高まることを明らかにした。ESP1を受容した雌雄マウスでは、その脳内で異なる神経細胞の活性化パターンを示す。この神経細胞の発火パターンの違いが、社会行動の性差に関与するかを検証するために、以前に活性化した神経細胞を薬理学的に再発火させることが可能な遺伝子改変マウスを用いて、活性化細胞の人為的操作による行動変化を調べた。この雌雄マウスへまずESP1を提示し、活性化した神経細胞に人為的受容体を強制発現させた。後日ESP1非存在下でこの人工受容体を薬理学的に再活性したところ、雄マウスではBNSTとMPAで、雌マウスではVMHとPMCoそれぞれ異なる脳領域の神経活性化が認められ、同時に雄マウスは、BALB雄尿の単独提示により高い攻撃性を示し、雌マウスは雄受容姿勢を高頻度で示した。このことはESP1による神経細胞の活性化パターンの違いが、社会行動の性的二型の制御に重要であることが示された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ESP1という単一化学物質はオスでもメスでも同じ受容体であるV2RP5を介し、オスでは攻撃性を、メスではオスの受容性を高めることが明らかになり、さらにその活性化神経回路の人為的操作によって、性的2型の行動を誘起することに成功した。これらの回路が明瞭に異なることから、当初の予想通り扁桃体内側核でのオスとメスでの情報伝達の違いが行動の性差を生み出す可能性が示された。扁桃体内側核に絞った解析が今後必要となる。

Strategy for Future Research Activity

扁桃体内側核には前部、後背側部、後腹側部と3つの亜核がしられている。これらへのフェロモン伝達経路の第一次中継核である副嗅球からの投射様式をオスフェロモン、メスフェロモンをそれぞれオスとメスに提示し、その活性化回路に差が認められるかを調べる必要がある。さらに同定された性特異的回路を人為的操作し、行動発現が変化するかどうかを調べる。

Causes of Carryover

免疫組織化学染色での抗体の染色がメーカーの欠番により、多少遅延した

Expenditure Plan for Carryover Budget

早急に新規抗体を購入し、実験を実施

Research Products

• [Journal Article] Self-Exposure to the Male Pheromone ESP1 Enhances Male Aggressiveness in Mice (2016)
  • Author(s): Tatsuya Hattori, Takuya Osakada, Ayaka Matsumoto, Naoki Matsuo, Sachiko Haga-Yamanaka, Takaya Nishida, Yuji Mori, Kazutaka Mogi, Kazushige Touhara, Takefumi Kikusui
  • Journal Title: Current Biology Volume: 26 Pages: 1229-1234
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.03.029
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Structure and function of neonatal social communication in a genetic mouse model of autism. (2016)
  • Author(s): T. Takahashi, S. Okabe, P. Ó Broin, A. Nishi, K. Ye, M. V. Beckert, T. Izumi, A. Machida, G. Kang, Seiji Abe, J. L. Pena, A. Golden, T. Kikusui, N. Hiroi.
  • Journal Title: Molecular Psychiatry Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.1038/mp.2015.190.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 内分泌を社会から考える (2015)
  • Author(s): 菊水健史
  • Organizer: 神経内分泌学会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 2015-09-18 – 2015-09-21
  • Invited
• [Presentation] フェロモン伝達系の性差 (2015)
  • Author(s): 服部達哉、菊水健史
  • Organizer: 神経内分泌学会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 2015-09-18 – 2015-09-21
  • Invited
• [Presentation] Oxytocin forms inter-individual relationship (2015)
  • Author(s): Takefumi Kikusui
  • Organizer: 日本神経科学会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
  • Year and Date: 2015-07-27 – 2015-07-30
  • Invited
• [Presentation] Early weaning impaired fear extinction and decreased BDNF expression in the prefrontal cortex in adult C57BL/6 mice (2015)
  • Author(s): Kazutaka Mogi and Takefumi Kikusui
  • Organizer: 日本神経科学会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
  • Year and Date: 2015-07-27 – 2015-07-30
• [Presentation] Individual differences in mice courtship vocalizations are correlated with sexual emotion and neuronal activity in the ventral tegmental area (2015)
  • Author(s): Kouta Kanno and Takefumi Kikusui
  • Organizer: 日本神経科学会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
  • Year and Date: 2015-07-27 – 2015-07-30
• [Remarks] 麻布大学獣医学部伴侶動物学研究室
  • URL: https://sites.google.com/a/carazabu.com/car/