2017 Fiscal Year Annual Research Report
Neurophysiological analysis of dopamine dependnent odor preference changes
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15K18577
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
長野 慎太郎 公益財団法人東京都医学総合研究所, 認知症・高次脳機能研究分野, 主任研究員 (30631965)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ドーパミン / ショウジョウバエ / 匂い嗜好の変化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
経験依存的な嗜好の変化は学習記憶を担う神経生理機構と共通していることが予想されるが、その詳細なメカニズムは依然として不明な点が多い。本研究はショウジョウバエ(以下、ハエ)の匂い嗜好の変化をモデルにその神経生理機構を解明することを目的とする。これまで、匂い記憶の中枢であるキノコ体と匂い中枢である触覚葉のそれぞれに局在するドーパミン受容体が、経験依存的な匂い嗜好の変化に必要であることを行動遺伝学実験で明らかにしてきた。しかしながら、これら領域へ投射するドーパミン作動性神経が実際、ドーパミンを放出して匂い嗜好の変化を制御するのか、依然として不明なままであった。当初はシナプトフルオリンを用いたイメージング実験でドーパミンの放出を定量化していたが、この手法では実際にドーパミンが放出されているのか、不明であった。そこで、モノアミン系神経伝達物質の検出に優れた電気化学的手法を用いて、嗜好変化に伴うドーパミン放出を高空間・高時間分解能で解析した。すると、当該領域で匂い嗜好の変化に伴うドーパミンの検出・定量化に成功した。また、このドーパミンの定量的な検出は、ドーパミン作動性神経全体だけでなく、一細胞単位でも成功し、詳細なドーパミン放出動態を明らかにした。このドーパミン放出は経験依存的な匂い嗜好の変化に必要となることも行動実験との組み合わせで明らかにし、さらには、カルシウムイメージングとの組み合わせで、行動・神経活動・神経伝達物質の放出の3つを同時に計測・定量化することに成功した。これら結果から、匂い嗜好の変化を担うドーパミンの新しい生理機能を見出した。
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