2016 Fiscal Year Research-status Report
ストレスが引き起こす生体防御反応が運動学習に及ぼす影響とそのメカニズムの解明
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16K01603
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
加藤 明 東海大学, 医学部, 准教授 (70546746)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 穣 東海大学, 医学部, 教授 (10146706)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ストレス / 運動学習 / 光遺伝学 / 眼球運動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は運動学習メカニズムに対するストレスの影響に焦点を当て、ストレス負荷により分泌されるストレス因子、コルチコトロピン放出因子 (CRF) を光遺伝学を用いて時間及び部位選択的に抑制することで、運動学習における CRF の役割を明らかにし、運動学習効率を改善するようなストレス抑制法につながる神経回路メカニズムの解明を目的とする。
まずストレス環境が運動学習に与える影響を調べるために、C57BL/6 マウス（18-24 週齢）を用いて、2 時間の全身拘束ストレス負荷後に視運動性眼球反応 (OKR) 運動学習を行なったところ、非ストレス負荷群と比較して運動学習に有意な差は見られなかった。また、CRF 分泌抑制が運動学習に与える影響を解析するため、Cre 依存的に ArchT を発現する Rosa26 pCAG-LoxP-ArchT-EGFP トランスジェニックマウスと、CRF プロモーター下流に改変型 Cre 遺伝子を導入した CRF-iCre ノックインマウスを交配し、ArchT を CRF 発現細胞選択的に発現する CRF- ArchT マウスを作製した。ダブルヘテロマウスの脳では、視床下部室傍核及び下オリーブ核ニューロンでの EGFP の高い発現が見られた。ダブルヘテロマウスの視床下部室傍核周辺に緑色光を照射 (20Hz, 5ms-pulse, 2s) した直後に OKR 運動学習を行なったところ、有意な運動学習が生じなかった (n = 1)。
CRF が分泌された場合、視運動性眼球反応の運動学習に対して CRF が正方向に働くことが示唆された。運動学習の責任部位である小脳において、平行線維－プルキンエ細胞間の長期抑圧に CRF が必須であることが in vitro の系で報告されているが、in vivo で直接 CRF の運動学習への関与が示されたのは初めてである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
OKR 運動学習に有意な影響が観察されなかった拘束ストレスを含め、ほかにも異なるストレス環境への曝露を並行して進める予定だったが、その際に分泌される CRF が引き金となる血中コルチコステロン濃度上昇計測が難しいことがわかり、より侵襲性の低い尿中コルチコステロン計測法確立に挑戦している。また、予想以上にダブルヘテロトランスジェニックマウスの作製に時間がかかったため、オプトジェネティックスを用いた実験は1例にとどまった。現在はコンスタントにダブルヘテロマウスが作出できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ストレス環境の違いとストレス因子分泌との関係については、進捗状況欄に示した通り、新たに尿中コルチコステロン濃度計測を用いた実験を行う。さらに
・強制水泳など異なるストレス負荷下での CRF 分泌量と運動学習効率との相関
・ストレス環境下における CRF 発現細胞選択的 ArchT 発現マウスの視床下部室傍核あるいは下オリーブ核緑色光照射による CRF 分泌量の変化と、運動学習への影響
について研究を進める。
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| Causes of Carryover |
大学の共同利用などでは年度末ぎりぎりにならないと正確な額がわからない支払いが必要であり、多めに残しておく必要があった。年度末に残額が使えないのは制度上の問題である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度余剰分も含め、次年度は光刺激実験、抗体染色、動物の飼育及び手術などに用いる消耗品、学会参加に係る費用並びに論文投稿料などとして使用する予定である。
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Research Products
(5 results)
