2018 Fiscal Year Research-status Report
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17K14926
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
人羅 菜津子 北海道大学, 薬学研究院, 助教 (40762191)
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2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 神経科学 / 不安障害 / 記憶学習 / 光遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
恐怖は生物が環境に適応して生存するために重要である。一方で過剰な恐怖は心的外傷後ストレス障害 (Post-Traumatic Stress Disorder, PTSD) をはじめとする不安障害の原因となる。不安障害に対する有効な治療法として近年、曝露療法が注目されている。しかし、一部の患者では治療効果が現れにくいため、より効率の良い治療法の開発が急務である。本研究は、恐怖の発現に関わる神経回路活動を明らかにし、これを操作することにより恐怖が発現しにくい状態を作り出すことで、不安障害の治療を効率化する方法を見出すことを目的とした。
過去の報告や自身のこれまでの研究成果から内側前頭前皮質に着目し、内側前頭前皮質へのムシモール局所投与が恐怖反応の発現を抑制することを明らかにした。また、神経活動マーカーである cFos の免疫染色により、恐怖反応を発現する際に活性化する脳領域を全脳から網羅的に調べた。一方で、蛍光タンパク質を発現するアデノ随伴ウイルスを用いて、内側前頭前皮質の上流および下流の脳領域を標識した。これらを総合的に判断して、対象とする神経回路を選定した。
恐怖学習過程における神経回路活動を検出するために、自由行動下マウスの複数の脳領域から神経活動を同時に観察することを可能にする、マルチサイトファイバーフォトメトリー法を確立した。恐怖条件づけの学習時および想起時の神経回路活動を観察した。また、嫌悪刺激の強度を様々に変えて回路活動を記録したり、報酬刺激や社会的刺激を与えた際の活動と比較したりすることで、回路活動が担う機能について検証した。
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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
平成29年度に、薬理学的検討、解剖学的検討、神経活動履歴の解析から着目する神経回路を選定していたが、平成30年度は、同神経回路の活動を、恐怖条件づけ学習および恐怖記憶想起時にファイバーフォトメトリー法により記録することに成功している。また、今後因果関係の検証を行う際に使用予定である光遺伝学的手法についても、既に条件検討を終えており、研究の進捗状況はおおむね順調と評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
ファイバーフォトメトリー法により記録した神経回路活動の解析を進める。嫌悪刺激の強度により活動の大きさに違いが認められるか、学習時および想起時の恐怖反応の大きさと神経回路活動の大きさやパターンの間に相関が認められるか、神経回路活動から行動を予測することが可能であるか否か、様々な外部刺激に対してどのように応答するか、などについて解析する。さらに、光遺伝学的手法による経路選択的な活動制御により、恐怖発現との因果関係を検証する。
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| Causes of Carryover |
（次年度使用額が生じた理由）安定した実験系を確立するための条件検討が順調に進行し、必要な動物数を少なくすることができたため。
（使用計画）神経回路活動の機能をより広い視野でとらえるために、嫌悪刺激のみでなく、報酬刺激や社会的刺激などに対する活動についても解析を進めるための実験に必要な、動物、ウイルスベクター、光ファイバー等の消耗品を購入する。
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[Presentation] Top-down control of mouse exploratory behaviors2018
Author(s)
Natsuko Hitora-Imamura , Ryoki Saito, Hikaru Igarashi, Daiki Takahashi, Yuji Ikegaya, Masabumi Minami, Hiroshi Nomura
Organizer
GRC, Optogenetics and Imaging: Technology Development, Novel Applications, and Closing the Loop Between Models and Experiments
Int'l Joint Research
