Analysis of the effect on fetus, by single and continuous administration of oxytocin to pregnant mother prairie vole.

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K15698
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 西森 克彦 東北大学, 農学研究科, 教授 (10164609)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹田 省 順天堂大学, 医学部, 特任教授 (20143456)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 誘発分娩 / 自閉症スペクトラム障害 / 平原ハタネズミ / CRISPR/Cas9 / 浸透圧ポンプ / ペア形成行動

Outline of Annual Research Achievements

これまでの研究で妊娠平原ハタネズミに浸透圧ポンプを埋め込み、継続的に任意濃度のOXTを継続的に投与する実験系を確立した。しかし、29年度に行ったハタネズミの社会行動・向社会行動の測定系の樹立は不十分であり、1昨年に開発したOXTR(-/-)ハタネズミにつき、自閉症的な行動異常のポジティブコントロールとして最適、と判断し、これを用い、野生型ハタネズミと比較対照する方法で、ペア形成行動、共感性行動、社会記憶、USV（Ultra Sonic Vocalization）測定、Marble burryテスト（固執性測定）などの測定法がハタネズミに適用可能かを確認すると共に、その最適化を行った。
社会行動・向社会行動異常を示すモデルリソースとして適格な、新規開発したOXTR遺伝子欠損ハタネズミに関し、導入された異常がOXTR遺伝子コード領域第１膜外ドメインの60bp長（20 a.a.）の欠損である変異ハタネズミから得た変異型OXTRcDNAを用いたin vitro実験（TGFαshedding測定法）により、受容体活性の完全喪失を確認した。29年度は、新たにこのOXTR(-/-)ハタネズミを用い、ペア形成行動、共感性行動（foot shockを元にした慰め行動測定）、ハタネズミ仔マウス（~14 DOB）に対する超音波コール（USV）、Marble Bury テスト、社会記憶異常などの各測定解析系を適用した。この結果、共感性行動、社会記憶、Marble Bury試験で明瞭な行動異常が確認された一方、USV測定では異常は検出されなかった。これらの結果は、これまでOXTR(-/-)マウスで報告されていた行動異常が全て同様にOXTR(-/-)ハタネズミでも観察されるわけでは無い事をも示し、齧歯類でも種間で様々な社会行動・向社会行動のOXT・受容体系への依存機構が同一とは限らない事実が示された。

Research Products

• [Journal Article] Melanin concentrating hormone modulates oxytocin-mediated marble burying. (2018)
  • Author(s): Nayna, M., Sanathara, N.M., Garau, C., Alachkar, A., Wang, L., Wang, Z., Nishimori, K., Xu, X. and Civelli, O.
  • Journal Title: J.Neuropharmacology Volume: 128 Pages: 22-32
  • DOI: 10.1016/j.neuropharm.2017.09.008
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Oxytocin Signaling in the Lateral Septum Prevents Social Fear during Lactation. (2018)
  • Author(s): Menon, R., Grund, T., Zoicas, I., Althammer, F., Fiedler, D., Biermeier, V., Bosch, O. J., Hiraoka, Y., Nishimori, K., Eliava, M., Grinevich, V., & Neumann I. D.
  • Journal Title: Current Biology Volume: 28 Pages: 1066-1078.e6
  • DOI: doi.org/10.1016/j.cub.2018.02.044
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Pup exposure facilitates retrieving behavior via the oxytocin neural system in female mice. (2017)
  • Author(s): Okabe,S., Tsuneoka,Y., Takahashi,A., Ooyama,R., Watarai,A., Maeda,S., Honda,Y., Nagasawa, N., Mogi,K., Nishimori,K., Kuroda,M., Koide,T., Kikusui,T
  • Journal Title: Psychoneuroendocrinology Volume: 79 Pages: 20-30
  • DOI: 10.1016/j.psyneuen.2017.01.036
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Oxytocin stimulates hippocampal neurogenesis via oxytocin receptor expressed in CA3 pyramidal neurons (2017)
  • Author(s): in, Y.-T., Chen, C.-C., Huang, C.-C., Nishimori, K., & Hsu, K.-S.
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 8 Pages: 1-16
  • DOI: doi.org/10.1038/s41467-017-00675-5
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Oxytocin-Oxytocin Receptor Systems Facilitate Social Defeat Posture in Male Mice. (2017)
  • Author(s): Nasanbuyan, N., Yoshida, M., Takayanagi, Y., Inutsuka, A., Nishimori, K., Yamanaka, A., & Onaka, T.
  • Journal Title: Endocrinology Volume: 159 Pages: 763-775
  • DOI: doi.org/10.1210/en.2017-00606
  • Peer Reviewed
• [Presentation] MeAのOxtrシグナルはVPA投与マウスのASD様行動を改善する。 (2017)
  • Author(s): 木野崎萌、堀合眞知、宮崎慎至、矢田紗織、日出間志寿、西森克彦
  • Organizer: 第40回日本神経科学大会
• [Presentation] オキシトシンによる共感性行動の神経制御機構解析 -平原ハタネズミとマウスの比較解析- (2017)
  • Author(s): 矢田紗織、堀江謙吾、西森克彦
  • Organizer: 第40回日本神経科学大会
• [Presentation] 自閉症モデルマウスにおけるOxt作用機構の解析 (2017)
  • Author(s): 堀合眞知、木野崎萌、矢田紗織、日出間志寿、西森克彦
  • Organizer: 第40回日本神経科学大会
• [Presentation] オキシトシンが制御する共感性の神経回路の解明 (2017)
  • Author(s): 矢田紗織、堀江謙吾、日出間志寿、西森克彦
  • Organizer: 日本動物行動関連学会・研究会合同大会（行動2017）
• [Presentation] Generation of Oxtr gene modified prairie voles by CRISPR/Cas to understand the neural mechanisms of social attachment in mammals. (2017)
  • Author(s): Kengo Horie, Saori Yada, Saki Adachi, Shingo Suzuki, Takashi Hirayama, Tomokazu Fukuda, Shizu Hidema, Katsuhiko Nishimori
  • Organizer: 第9回光操作研究会
• [Presentation] Analysis of empathic neural circuit regulated by oxytocin. (2017)
  • Author(s): 矢田紗織、堀江謙吾、日出間志寿、西森克彦
  • Organizer: 第9回光操作研究会
• [Presentation] Prenatal minocycline treatment alters synaptic protein expression, in oxytocin receptor-knockout mice. (2017)
  • Author(s): SHINJI MIYAZAKI, SHIZU HIDEMA, KATSUHIKO NISHIMORI
  • Organizer: 北米神経科学会
• [Presentation] Analysis of empathic neural circuit regulated by oxytocin. (2017)
  • Author(s): Saori Yada、Kengo Horie、Shizu Hidema、Katsuhiko Nishimori
  • Organizer: 北米神経科学会
• [Remarks] 東北大学農学研究科・分子生物学分野
  • URL: http://www.biochem.tohoku.ac.jp//bunsi/index-j.html