2016 Fiscal Year Annual Research Report
Optogenetic study of the brain circuits for defense response
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16H05130
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
桑木 共之 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (80205260)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 神経科学 / ストレス / 生理学 / オレキシン / セロトニン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的はストレス防衛反応の脳内回路の詳細を、光遺伝学の利点を生かして神経伝達物質や神経回路特異的に解明する事である。そのために以下の実験を行った。
（1）オレキシンニューロン特異的にカルシウム感受性蛍光タンパク質のGCaMPを発現させたマウスを作成して縄張り侵入者試験を行った。侵入者によるストレスで心拍数と体温が増加するのに先立ってオレキシンニューロンが活性化されることが確認できた。すなわち、オレキシンニューロンの活性化はストレス誘発自律反応の原因になっていることが確認された。
（2）オレキシンニューロン特異的に光によって神経活動を活性化させることの出来るチャネルロドプシンを発現させたマウスを作成して摂食量の測定を行った。オレキシンニューロンの活性化によって摂食量の増加が確認された。投射先の１つである島皮質のオレキシン神経終末の活性化によっても摂食量が増加した。この実験系を用いることで投射先におけるオレキシンの機能を明らかにすることが出来た。また、ストレスによる摂食障害にオレキシンの過活性化が関与している可能性が示唆された。
（3）セロトニンニューロン特異的に光によって神経活動を抑制させることの出来るアーケオロドプシンを発現させたマウスを作成して縄張り侵入者試験を行った。延髄縫線核のセロトニンニューロンの抑制によってストレス誘発心拍数上昇は抑制されたが体温上昇は抑制されなかった。すなわち、心拍数と体温の出力経路は別々の脳内回路であることが明らかになった。
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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
実験動物生体を対象にした研究なので個々の実験には時間がかかるものの、着実に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
オレキシンとセロトニンという２つの神経伝達物質を対象として複数のストレス応答（循環・呼吸・行動）を観察する予定で、光遺伝学の手法にも光による活性化、抑制、神経活動計測と３つの種類がある。多くの組み合わせの実験を１つ１つ着実に進めて全体像の解明に繋げたい。
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| Remarks |
研究室独自ホームページ
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