2016 Fiscal Year Research-status Report
常同行動の神経基盤-線条体局所神経回路の生理的役割
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16K21695
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology |
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Principal Investigator |
井上 律子 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (20583826)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ドーパミン / 常同行動 / パッチクランプ / 大脳基底核 / 線条体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
背側線条体はマトリックスとストリオソームという解剖学的、神経化学的に大きく異なる線条体コンパートメントから構成される。ストリオソームは線条体の15％以下を占めるに過ぎないが、強化学習に重要なドーパミンニューロンと相互に連絡し合う解剖学的な特徴から、価値判断や評価に深く関わる機能モジュールであると考えられている。二つの線条体コンパートメントの違いが、線条体の病態において多様な行動異常をもたらすと推測できる。
常同行動は、同じ動作を無意味に繰り返す異常行動である。ストリオソームは、ドーパミン受容体の反復刺激により誘発される常同行動との関連が示唆されている。常同行動が起こるとき、線条体コンパートメント間の活動バランスが崩れていると考えられるが、ストリオソームは細胞生理学的研究に乏しいため、その生理的機序は分かっていない。
本研究では、常同行動の出現と増悪が、線条体コンパートメントの興奮性、可塑性の異常に起因すると予想し、細胞生理学的に調べる。線条体コンパートメントさらに回路を区別し、常同行動における線条体局所神経回路の電気生理学的解析を主に行った。
平成28年度は、線条体コンパートメント、直接路/間接路を区別して4種類に分けた常同行動モデルの投射ニューロンにおいて、興奮性がそれぞれ異なることを示した。先行研究のドーパミン急性投与時と異なるデータも得られており、常同行動の病態を理解する上で興味深い結果といえる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は、常同行動モデルの行動観察（常同行動スコア採点）、おもに間接路ニューロンからの電気生理記録、常同行動モデルの線条体におけるc-Fos発現陽性細胞の定量を行った。
常同行動モデルマウスは、メタンフェタミンを反復投与することでドーパミン受容体反復刺激を与え、薬理学的に作製した。2－3日間の休薬期間をおき、薬を1回投与した（チャレンジ）1時間後に、電気生理実験またはかん流固定を行った。線条体コンパートメントが見分けられ、かつ直接路または間接路ニューロンが標識されるダブルトランスジェニックマウスを常同行動モデルに用いることで、4種類の線条体投射ニューロンを区別した上でパッチクランプ記録を行うことが可能となった。得られるトランスジェニックマウスの個体数が多くなかったため、c-Fos発現陽性細胞の定量は継続中である。同様の理由より、常同行動モデルにおける興奮性の変化が回復するか検証する電気生理実験も継続中である。予備的にC57BL/6Jマウスの常同行動モデルを用いて、チャレンジ数日後の行動観察を行っており、薬の濃度や期間など実験条件も再検討している。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画および今年度得られた結果に基づいて、常同行動モデルにおける興奮性の変化が何に起因するか、時間経過や薬物により回復するか、異常なシナプス可塑性が起きているのか明らかにすることを目指す。これまでの結果から、少なくとも直接路ニューロンでは興奮性に関わるK電流が変化しており、そのうち内向き整流性電流、A型K電流、Ca-gated K電流の関与が考えられる。
今年度は途中から得られるトランスジェニックマウスの数が予想より少なくなってしまったので、親に使用するマウスの繁殖数、交配ペア数をさらに増やすことで今後対応する。
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| Causes of Carryover |
今年度は進捗がやや遅れたため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ジェノタイピングの効率化をはかるため、サーマルサイクラー（50万円）を1台増やす予定である。消耗品としては、ジェノタイピング関連試薬、電気生理実験に使用する阻害薬や作動薬、免疫組織染色に用いる抗体等の研究用試薬を購入する。また、本研究から得られた成果を発表するための学会参加費、旅費、英文校閲費、論文印刷費に充てる。なお今年度の残額は、次年度の研究費とあわせて消耗品等の購入に使用する。
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